JP2024151796A - SUBSTRATE HOLDING DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND METHOD FOR DETERMINING CHUCK PIN POSITION - Patent application - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、基板保持装置、基板処理装置およびチャックピンの位置判定方法に関する。 This disclosure relates to a substrate holding device, a substrate processing device, and a method for determining the position of a chuck pin.
従来から、基板を処理する基板処理装置が提案されている(例えば特許文献1)。特許文献1では、基板処理装置は、スピンユニットと、ノズルとを含む。スピンユニットは基板を水平姿勢で保持しつつ、基板を所定の回転軸線のまわりで回転させる。回転軸線は、基板の中心を通り、かつ、鉛直方向に沿う軸である。ノズルは、スピンユニットによって保持された基板の主面に処理流体(処理液または処理ガス)を供給する。処理流体が基板の主面に作用することにより、処理流体に応じた処理(例えば洗浄処理またはエッチング処理等)が基板の主面に対して行われる。
Substrate processing apparatuses for processing substrates have been proposed in the past (for example, Patent Document 1). In
スピンユニットは、基板の周縁に沿って設けられた複数の保持部材と、複数の保持部材を駆動する駆動部とを含む。複数の保持部材は駆動部によって回動し、開位置、保持位置および閉位置の各々で停止する。保持位置は、各保持部材が基板の周縁に当接する位置である。複数の保持部材がそれぞれの保持位置に位置する状態で、基板を保持することができる。開位置は、保持部材が基板の周縁から離れた位置であり、保持位置よりも回転軸線から遠い位置である。閉位置は、基板が搬入されていないときに保持部材が停止可能な位置であり、保持位置よりも回転軸線に近い位置である。 The spin unit includes multiple holding members arranged along the periphery of the substrate and a drive unit that drives the multiple holding members. The multiple holding members are rotated by the drive unit and stop at an open position, a holding position, and a closed position. The holding positions are positions where each holding member abuts against the periphery of the substrate. The multiple holding members can hold the substrate when positioned at their respective holding positions. The open position is a position where the holding members are away from the periphery of the substrate and is farther from the axis of rotation than the holding positions. The closed position is a position where the holding members can stop when no substrate is loaded and is closer to the axis of rotation than the holding positions.
特許文献1では、保持部材の位置を検出する位置検出部が設けられている。位置検出部は、アームと、金属製の被検出部材と、第1磁気センサと、第2磁気センサと、第3磁気センサとを含む。アームは保持部材とともに移動する。被検出部材は、アームに取り付けられている。このため、保持部材が閉位置、保持位置および開位置に回動すると、被検出部材はそれぞれ第1位置、第2位置および第3位置に移動する。第1磁気センサは、被検出部材が第1位置に位置するときに、被検出部材を検出し、検出信号を出力する。第2磁気センサは、第2位置に位置する被検出部材を検出し、第3磁気センサは、第3位置に位置する被検出部材を検出する。これにより、位置検出部は、被検出部材の位置を保持部材の位置として間接的に検出することができる。
In
特許文献1では、位置検出部は、第1位置、第2位置または第3位置の各々における被検出部材の有無を検出する。このため、保持部材(以下、チャックピンと呼ぶ)の回転位置をより細かく検出することはできない。したがって、例えば、保持部材の保持位置が基板の個体差等の諸要因により変動したときに、位置検出部は、必ずしも高い精度で保持部材の回転位置を検出できるとは限らない。
In
そこで、本開示は、高い精度でチャックピンの位置状態を判定できる技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure aims to provide a technology that can determine the position state of the chuck pin with high accuracy.
第1の態様は、基板保持装置であって、基板の周縁に沿って互いに間隔を空けて設けられており、各々が、前記基板の前記周縁に当接する保持位置と、前記基板の前記周縁から離れた開位置との間で回転可能に設けられた複数のチャックピンと、前記複数のチャックピンのうちの第1チャックピンが回転する第1駆動軸線の径方向に交差する一対の磁極面を有し、前記第1チャックピンに固定されて前記第1チャックピンと一体に自転する第1回転磁石と、前記第1駆動軸線に沿う方向において前記第1回転磁石と並ぶ位置で、前記第1回転磁石による磁界の方向を示す磁界角度を測定する第1磁気センサと、前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度に基づいて、前記第1チャックピンの位置状態を判定する制御部とを備える。 The first aspect is a substrate holding device, comprising: a plurality of chuck pins spaced apart from one another along the periphery of the substrate, each of which is rotatable between a holding position in contact with the periphery of the substrate and an open position spaced from the periphery of the substrate; a first rotating magnet having a pair of magnetic pole faces that intersect in the radial direction of a first drive axis about which a first chuck pin of the plurality of chuck pins rotates, and fixed to the first chuck pin and rotating integrally with the first chuck pin; a first magnetic sensor that measures a magnetic field angle indicating the direction of a magnetic field generated by the first rotating magnet at a position aligned with the first rotating magnet in a direction along the first drive axis; and a control unit that determines the position state of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor.
第2の態様は、第1の態様にかかる基板保持装置であって、前記第1チャックピン、前記第1回転磁石および前記第1磁気センサは、前記第1駆動軸線上でこの順で並んでいる。 The second aspect is a substrate holding device according to the first aspect, in which the first chuck pin, the first rotating magnet, and the first magnetic sensor are arranged in this order on the first drive axis.
第3の態様は、第2の態様にかかる基板保持装置であって、前記第1磁気センサは、磁気抵抗効果センサを含む。 A third aspect is a substrate holding device according to the second aspect, in which the first magnetic sensor includes a magnetoresistive effect sensor.
第4の態様は、第2の態様にかかる基板保持装置であって、前記第1磁気センサは、ホールセンサを含む。 The fourth aspect is a substrate holding device according to the second aspect, in which the first magnetic sensor includes a Hall sensor.
第5の態様は、第1から第4のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記第1チャックピンの回転位置と、前記第1回転磁石の前記磁界角度との第1対応関係を規定するデータを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と前記第1対応関係とに基づいて前記第1チャックピンの前記回転位置を求める。 A fifth aspect is a substrate holding device according to any one of the first to fourth aspects, comprising a storage unit that stores data defining a first correspondence between the rotational position of the first chuck pin and the magnetic field angle of the first rotating magnet, and the control unit determines the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor and the first correspondence.
第6の態様は、第5の態様にかかる基板保持装置であって、前記複数のチャックピンのうちの第2チャックピンが回転する第2駆動軸線の径方向に交差する一対の磁極面を有し、前記第2チャックピンに固定されて前記第2駆動軸線のまわりで前記第2チャックピンと一体に自転する第2回転磁石と、前記第2駆動軸線において前記第2回転磁石と並んで設けられ、前記第2回転磁石による磁界の方向を示す磁界角度を測定する第2磁気センサと、を備え、前記記憶部は、前記第2チャックピンの回転位置と前記第2回転磁石の前記磁界角度との第2対応関係を規定するデータを記憶し、前記制御部は、前記第2磁気センサによって測定された前記磁界角度と前記第2対応関係とに基づいて前記第2チャックピンの前記回転位置を求める。 A sixth aspect is a substrate holding device according to the fifth aspect, comprising a second rotating magnet having a pair of magnetic pole faces that intersect in the radial direction of a second drive axis about which a second chuck pin of the plurality of chuck pins rotates, fixed to the second chuck pin and rotating integrally with the second chuck pin around the second drive axis, and a second magnetic sensor that is arranged alongside the second rotating magnet on the second drive axis and measures a magnetic field angle that indicates the direction of the magnetic field generated by the second rotating magnet, the memory unit stores data that defines a second correspondence between the rotational position of the second chuck pin and the magnetic field angle of the second rotating magnet, and the control unit determines the rotational position of the second chuck pin based on the magnetic field angle measured by the second magnetic sensor and the second correspondence.
第7の態様は、第6の態様にかかる基板保持装置であって、前記制御部は、前記第1チャックピンの回転位置と所定範囲との比較に基づいて前記第1チャックピンの位置状態を判定し、前記第2チャックピンの回転位置と前記所定範囲との比較に基づいて前記第2チャックピンの位置状態を判定し、前記第1チャックピンおよび前記第2チャックピンに対する前記所定範囲として同じ角度範囲を用いる。 The seventh aspect is a substrate holding device according to the sixth aspect, in which the control unit determines the position state of the first chuck pin based on a comparison between the rotational position of the first chuck pin and a predetermined range, determines the position state of the second chuck pin based on a comparison between the rotational position of the second chuck pin and the predetermined range, and uses the same angle range as the predetermined range for the first chuck pin and the second chuck pin.
第8の態様は、第1から第4のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、移動可能に設けられた駆動磁石と、前記制御部によって制御され、前記駆動磁石と前記第1回転磁石との距離が変化するように前記駆動磁石を移動させて、前記駆動磁石と前記第1回転磁石との間の磁力により、前記第1チャックピンを回転させる磁石駆動部とをさらに備え、前記基板が搬入され、かつ、前記駆動磁石が第1位置に位置する保持状態において、前記第1チャックピンが前記保持位置に位置し、前記駆動磁石が第2位置に位置する開状態において、前記第1チャックピンが前記開位置に位置する。 The eighth aspect is a substrate holding device according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a movably provided driving magnet, and a magnet driving unit that is controlled by the control unit and moves the driving magnet so that the distance between the driving magnet and the first rotating magnet changes, thereby rotating the first chuck pin by the magnetic force between the driving magnet and the first rotating magnet, and in a holding state in which the substrate is loaded and the driving magnet is located at a first position, the first chuck pin is located at the holding position, and in an open state in which the driving magnet is located at a second position, the first chuck pin is located at the open position.
第9の態様は、第8の態様にかかる基板保持装置であって、前記駆動磁石が第1位置に位置する状態での前記第1チャックピンの回転位置と前記第1回転磁石の磁界角度との第1A対応関係を規定するデータを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と、前記第1A対応関係とに基づいて、前記第1チャックピンの前記回転位置の演算値を算出する。 A ninth aspect is a substrate holding device according to the eighth aspect, comprising a storage unit that stores data defining a first A correspondence relationship between the rotational position of the first chuck pin and the magnetic field angle of the first rotating magnet when the drive magnet is located at a first position, and the control unit calculates a calculated value of the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor and the first A correspondence relationship.
第10の態様は、第9の態様にかかる基板保持装置であって、前記制御部は、前記第1チャックピンの前記演算値が、予め設定された前記保持位置についての保持範囲内にあるときに、前記第1チャックピンが前記保持位置に位置していると判定する。 A tenth aspect is a substrate holding device according to the ninth aspect, in which the control unit determines that the first chuck pin is located at the holding position when the calculated value of the first chuck pin is within a holding range for the predetermined holding position.
第11の態様は、第10の態様にかかる基板保持装置であって、前記基板が搬入されておらず、かつ、前記駆動磁石が前記第1位置に位置する閉状態において、前記第1チャックピンは前記保持位置に対して前記開位置とは逆側の閉位置に位置し、前記制御部は、前記閉状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記閉位置側にあるときに、前記第1チャックピンが前記閉位置に位置していると判定する。 The eleventh aspect is a substrate holding device according to the tenth aspect, in which, in a closed state in which the substrate is not loaded and the drive magnet is located at the first position, the first chuck pin is located at a closed position opposite the open position with respect to the holding position, and the control unit determines that the first chuck pin is located at the closed position when the calculated value of the first chuck pin obtained in the closed state is on the closed position side with respect to the holding range.
第12の態様は、第10または第11の態様にかかる基板保持装置であって、前記制御部は、前記開状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置側にあるときに、前記第1チャックピンが前記開位置に位置していると判定する。 A twelfth aspect is a substrate holding device according to the tenth or eleventh aspect, in which the control unit determines that the first chuck pin is in the open position when the calculated value of the first chuck pin obtained in the open state is on the open position side of the holding range.
第13の態様は、第10から第12のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記制御部は、前記保持状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置とは逆側にあるときに、乗り上げ異常が生じていると判定する。 A thirteenth aspect is a substrate holding device according to any one of the tenth to twelfth aspects, in which the control unit determines that a climbing abnormality has occurred when the calculated value of the first chuck pin obtained in the holding state is on the opposite side of the holding range from the open position.
第14の態様は、第10から第13のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記制御部は、前記保持状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置側にあるときに、固着異常が生じていると判定する。 A fourteenth aspect is a substrate holding device according to any one of the tenth to thirteenth aspects, in which the control unit determines that a sticking abnormality has occurred when the calculated value of the first chuck pin obtained in the holding state is on the open position side of the holding range.
第15の態様は、第10から第14のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記制御部は、前記開状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置側にないときに、固着異常が生じていると判定する。 A fifteenth aspect is a substrate holding device according to any one of the tenth to fourteenth aspects, in which the control unit determines that a sticking abnormality has occurred when the calculated value of the first chuck pin obtained in the open state is not on the open position side of the holding range.
第16の態様は、第9から第11のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、前記記憶部は、前記開状態での前記第1チャックピンの前記回転位置と前記第1回転磁石の前記磁界角度との第1B対応関係を規定するデータも記憶し、前記制御部は、前記保持状態において前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と、前記第1A対応関係に基づいて、前記第1チャックピンの前記回転位置の前記演算値を求め、前記第1チャックピンの前記演算値が、予め設定された前記保持位置についての保持範囲内にあるか否かを判定し、前記開状態において前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と、前記第1B対応関係に基づいて、前記第1チャックピンの前記回転位置の前記演算値を求め、前記第1チャックピンの前記演算値が、予め設定された前記開状態についての開範囲内にあるか否かを判定する。 A sixteenth aspect is a substrate holding device according to any one of the ninth to eleventh aspects, in which the memory unit also stores data defining a first B correspondence relationship between the rotational position of the first chuck pin in the open state and the magnetic field angle of the first rotating magnet, and the control unit obtains the calculated value of the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor in the holding state and the first A correspondence relationship, and determines whether the calculated value of the first chuck pin is within a holding range for the holding position that is preset, and obtains the calculated value of the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor in the open state and the first B correspondence relationship, and determines whether the calculated value of the first chuck pin is within a predetermined opening range for the open state.
第17の態様は、第1から第16のいずれか一つの態様にかかる基板保持装置であって、記憶部を備え、前記制御部は、前記複数のチャックピンが前記基板の前記周縁に当接した保持状態で前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度に基づいて求められた前記第1チャックピンの回転位置を前記保持位置として記憶して、前記保持位置の経時変化を示す履歴データを前記記憶部に記憶させる。 A seventeenth aspect is a substrate holding device according to any one of the first to sixteenth aspects, comprising a memory unit, and the control unit stores, as the holding position, the rotational position of the first chuck pin determined based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor in a holding state in which the multiple chuck pins are in contact with the periphery of the substrate, and causes the memory unit to store history data indicating changes in the holding position over time.
第18の態様は、基板処理装置であって、第1から第17いずれか一つの態様にかかる基板保持装置と、前記基板保持装置によって保持された前記基板の主面に向かって処理液を吐出するノズルとを備える。 The eighteenth aspect is a substrate processing apparatus comprising a substrate holding device according to any one of the first to seventeenth aspects and a nozzle that ejects a processing liquid toward a main surface of the substrate held by the substrate holding device.
第19の態様は、チャックピンの位置判定方法であって、各々が、基板の周縁に当接する保持位置と、前記基板の前記周縁から離れた開位置との間で駆動軸線のまわりを回転する複数のチャックピンのうち第1チャックピンと、前記駆動軸線において並ぶ位置において、前記第1チャックピンと一体に自転する第1回転磁石の磁界の方向を示す磁界角度を、第1磁気センサが測定する測定工程と、前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度に基づいて、前記第1チャックピンの位置状態を判定する判定工程とを備える。 The 19th aspect is a method for determining the position of a chuck pin, comprising a measurement step in which a first magnetic sensor measures a magnetic field angle indicating the direction of the magnetic field of a first rotating magnet that rotates integrally with a first chuck pin among a plurality of chuck pins, each of which rotates around a drive axis between a holding position in contact with the peripheral edge of a substrate and an open position spaced apart from the peripheral edge of the substrate, at a position aligned on the drive axis, and a determination step in which the position state of the first chuck pin is determined based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor.
第20の態様は、第19の態様にかかるチャックピンの位置判定方法であって、前記測定工程よりも前に実行され、前記基板が搬入されておらず、かつ、前記複数のチャックピンの各々が、前記駆動軸線についての周方向において、前記保持位置よりも内側の閉位置に位置する閉状態で、前記第1磁気センサが、前記第1回転磁石の前記磁界角度を測定する第1事前測定工程と、前記測定工程よりも前に実行され、前記複数のチャックピンの各々が前記保持位置に位置する保持状態で、前記第1磁気センサが前記第1回転磁石の前記磁界角度を測定する第2事前測定工程とを備え、前記判定工程において、前記第1事前測定工程において測定された前記閉位置に対応した前記磁界角度、および、前記第2事前測定工程において測定された前記保持位置に対応した前記磁界角度によって規定される対応関係と、前記測定工程において測定された前記磁界角度とに基づいて、前記第1チャックピンの回転位置を求め、前記回転位置に基づいて、前記第1チャックピンの位置状態を判定する。 The 20th aspect is a chuck pin position determination method according to the 19th aspect, which includes a first pre-measurement step performed before the measurement step, in which the first magnetic sensor measures the magnetic field angle of the first rotating magnet in a closed state in which the substrate is not loaded and each of the chuck pins is located at a closed position inside the holding position in the circumferential direction about the drive axis, and a second pre-measurement step performed before the measurement step, in which the first magnetic sensor measures the magnetic field angle of the first rotating magnet in a holding state in which each of the chuck pins is located at the holding position. In the determination step, the rotational position of the first chuck pin is determined based on the magnetic field angle measured in the measurement step and a correspondence relationship defined by the magnetic field angle corresponding to the closed position measured in the first pre-measurement step and the magnetic field angle corresponding to the holding position measured in the second pre-measurement step, and the magnetic field angle measured in the measurement step, and the position state of the first chuck pin is determined based on the rotational position.
第1、第4および第19の態様によれば、第1回転磁石による磁界の方向(磁界角度)は、高い精度で第1チャックピンの回転位置を反映する。このため、制御部はより高い精度で第1チャックピンの位置状態を判定することができる。 According to the first, fourth and nineteenth aspects, the direction of the magnetic field (magnetic field angle) generated by the first rotating magnet reflects the rotational position of the first chuck pin with high accuracy. This allows the control unit to determine the position state of the first chuck pin with higher accuracy.
第2の態様によれば、第1回転磁石の一対の磁極面は第1駆動軸線についての径方向に交差し、第1駆動軸線において第1磁気センサは第1回転軸線と並ぶ。このため、第1磁気センサを通る磁束は第1チャックピンの回転とともに回転する。したがって、第1磁気センサは第1回転磁石による磁界の方向を測定しやすい。 According to the second aspect, a pair of magnetic pole faces of the first rotating magnet intersect in the radial direction with respect to the first drive axis, and the first magnetic sensor is aligned with the first rotation axis at the first drive axis. Therefore, the magnetic flux passing through the first magnetic sensor rotates together with the rotation of the first chuck pin. Therefore, the first magnetic sensor can easily measure the direction of the magnetic field generated by the first rotating magnet.
第3の態様によれば、第1磁気センサのサイズ(第1駆動軸線に沿う方向のサイズ)を低減させることができる。 According to the third aspect, the size of the first magnetic sensor (the size in the direction along the first drive axis) can be reduced.
第5の態様によれば、制御部は簡単な処理で第1チャックピンの回転位置を求めることができる。 According to the fifth aspect, the control unit can determine the rotational position of the first chuck pin through simple processing.
第6の態様によれば、制御部は、第1チャックピンおよび第2チャックピンの個体差を吸収して、高い精度で第1チャックピンの回転位置および第2チャックピンの回転位置を求めることができる。 According to the sixth aspect, the control unit can absorb the individual differences between the first chuck pin and the second chuck pin and determine the rotational positions of the first chuck pin and the second chuck pin with high accuracy.
第7の態様によれば、作業員は第1チャックピンおよび第2チャックピンに共通の角度範囲を設定すればよく、作業員による設定作業をより簡易にできる。 According to the seventh aspect, the operator only needs to set a common angle range for the first chuck pin and the second chuck pin, making the setting work by the operator easier.
第8の態様によれば、第1回転磁石が、第1チャックピンを回転させるピン駆動部の一要素としても用いられる。このため、第1チャックピンの回転位置を検出するための磁石と、第1チャックピンを回転させるための磁石が別個に設けられる場合に比べて、基板保持装置の製造コストおよびサイズを低減させることができる。 According to the eighth aspect, the first rotating magnet is also used as one element of the pin drive unit that rotates the first chuck pin. This makes it possible to reduce the manufacturing cost and size of the substrate holding device compared to when a magnet for detecting the rotational position of the first chuck pin and a magnet for rotating the first chuck pin are provided separately.
第9の態様によれば、簡易に第1チャックピンの回転位置の演算値を算出することができる。 According to the ninth aspect, the calculated value of the rotational position of the first chuck pin can be easily calculated.
第10の態様によれば、簡易に保持位置の位置状態を判定できる。 According to the tenth aspect, the position state of the holding position can be easily determined.
第11の態様によれば、演算値と保持範囲との比較によって、第1チャックピンの回転位置を判定している。このため、閉位置についての所定範囲(閉範囲)の設定が不要となり、作業員による設定作業を簡易にできる。 According to the eleventh aspect, the rotational position of the first chuck pin is determined by comparing the calculated value with the holding range. This eliminates the need to set a predetermined range (closed range) for the closed position, simplifying the setting work by the operator.
第12の態様によれば、演算値と保持範囲との比較によって、第1チャックピンの回転位置を判定している。このため、開位置についての所定範囲(開範囲)の設定が不要となり、作業員による設定作業を簡易にできる。 According to the twelfth aspect, the rotational position of the first chuck pin is determined by comparing the calculated value with the holding range. This eliminates the need to set a predetermined range (open range) for the open position, simplifying the setting work by the operator.
第13の態様によれば、高い精度で乗り上げ異常を検出することができる。 According to the thirteenth aspect, it is possible to detect run-up abnormalities with high accuracy.
第14の態様によれば、簡易に固着異常を検出することができる。 According to the 14th aspect, it is possible to easily detect sticking abnormalities.
第15の態様によれば、簡易に固着異常を検出することができる。 According to the fifteenth aspect, it is possible to easily detect sticking abnormalities.
第16の態様によれば、開状態であっても、第1チャックピンの実際の回転位置を求めることができる。このため、制御部は開状態であってもより高い精度で第1チャックピンの位置状態を判定することができる。 According to the sixteenth aspect, the actual rotational position of the first chuck pin can be obtained even in the open state. Therefore, the control unit can determine the position state of the first chuck pin with higher accuracy even in the open state.
第17の態様によれば、チャックピンの摩耗量を把握することができる。 According to the seventeenth aspect, the amount of wear on the chuck pin can be grasped.
第18の態様によれば、高い精度でチャックピンの位置状態を判定できる基板保持装置を用いて基板処理装置を実現できる。 According to the 18th aspect, a substrate processing apparatus can be realized using a substrate holding device that can determine the position state of the chuck pin with high accuracy.
第20の態様によれば、対応関係を示すデータを事前に取得することができる。そして、当該対応関係に基づいて回転位置を算出するので、簡易に回転位置を算出することができる。 According to the twentieth aspect, data indicating the correspondence can be obtained in advance. Then, the rotation position is calculated based on the correspondence, so that the rotation position can be calculated easily.
以下、図面を参照しつつ実施の形態について詳細に説明する。なお図面においては、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。 The following describes the embodiments in detail with reference to the drawings. In the drawings, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary for ease of understanding. In the following description, similar components are illustrated with the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions of them may be omitted to avoid duplication.
また、以下に記載される説明において、「第1」または「第2」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序に限定されるものではない。 In addition, even if ordinal numbers such as "first" or "second" are used in the following description, these terms are used for convenience to facilitate understanding of the contents of the embodiments, and are not limited to the ordering that may result from these ordinal numbers.
相対的または絶対的な位置関係を示す表現(例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など)が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現(例えば「同一」「等しい」「均質」など)が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現(例えば、「四角形状」または「円筒形状」など)が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現が用いられる場合、該表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「A,BおよびCの少なくともいずれか一つ」という表現が用いられる場合、該表現は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、A,BおよびCのうち任意の2つ、ならびに、A,BおよびCの全てを含む。 When an expression indicating a relative or absolute positional relationship (e.g., "in one direction," "along one direction," "parallel," "orthogonal," "center," "concentric," "coaxial," etc.) is used, the expression not only strictly indicates the positional relationship, but also indicates a state in which the angle or distance is relatively displaced within a range in which a tolerance or similar function is obtained, unless otherwise specified. When an expression indicating an equal state (e.g., "same," "equal," "homogeneous," etc.) is used, the expression not only strictly indicates a quantitatively equal state, but also indicates a state in which a difference exists in which a tolerance or similar function is obtained, unless otherwise specified. When an expression indicating a shape (e.g., "square shape" or "cylindrical shape," etc.) is used, the expression not only strictly indicates the shape geometrically, but also indicates a shape having, for example, unevenness or chamfering, within a range in which a similar effect is obtained, unless otherwise specified. When an expression "comprises," "has," "includes," "includes," or "has" is used for one component, the expression is not an exclusive expression that excludes the presence of other components. When the expression "at least one of A, B, and C" is used, the expression includes only A, only B, only C, any two of A, B, and C, and all of A, B, and C.
<第1の実施の形態>
<基板処理装置の全体構成>
図1は、基板処理装置100の構成の一例を概略的に示す平面図である。基板処理装置100は、基板Wを1枚ずつ処理する枚葉式の処理装置である。
First Embodiment
<Overall configuration of substrate processing apparatus>
1 is a plan view illustrating an example of the configuration of a
基板Wは、例えば、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、有機EL(Electroluminescence)用基板、FPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板である。基板Wは、薄い平板形状を有する。以下では、基板Wが半導体ウエハであるものとする。基板Wは例えば円板形状を有している。基板Wの直径は例えば300mm程度であり、基板Wの膜厚は例えば0.5mm程度以上かつ3mm程度以下である。 The substrate W is, for example, a semiconductor wafer, a substrate for a liquid crystal display, a substrate for an organic electroluminescence (EL), a substrate for a flat panel display (FPD), a substrate for an optical display, a substrate for a magnetic disk, a substrate for an optical disk, a substrate for a magneto-optical disk, a substrate for a photomask, or a substrate for a solar cell. The substrate W has a thin, flat plate shape. In the following, the substrate W is assumed to be a semiconductor wafer. The substrate W has, for example, a disk shape. The diameter of the substrate W is, for example, about 300 mm, and the film thickness of the substrate W is, for example, about 0.5 mm or more and about 3 mm or less.
図1の例では、基板処理装置100は、インデクサブロック110と、処理ブロック120と、制御部90とを含んでいる。処理ブロック120は、主として基板Wの処理を行う部分であり、インデクサブロック110は、主として、基板処理装置100の外部と処理ブロック120との間での基板Wの搬送を行う部分である。
In the example of FIG. 1, the
インデクサブロック110は、ロードポート111と、第1搬送部112とを含む。ロードポート111には、外部から搬入された基板収容器(以下、キャリアと呼ぶ)Cが載置される。キャリアCには、複数の基板Wが、例えば鉛直方向において互いに間隔を空けて並んだ状態で、収容される。図1の例では、複数のロードポート111が配列される。
The
第1搬送部112は搬送ロボットであって、各ロードポート111に載置されたキャリアCから未処理の基板Wを取り出すことができる。第1搬送部112はインデクサロボットとも呼ばれ得る。第1搬送部112は、キャリアCから取り出した未処理の基板Wを処理ブロック120に搬送する。処理ブロック120は該未処理の基板Wに処理を行うことができる。また、第1搬送部112は、処理済みの基板Wを処理ブロック120から受け取り、処理済みの基板Wをロードポート111のキャリアCに搬送することができる。
The
図1の例では、処理ブロック120は、複数の処理ユニット1と、第2搬送部122とを含んでいる。第2搬送部122は搬送ロボットであって、第1搬送部112と複数の処理ユニット1との間で基板Wを搬送することができる。図1の例では、処理ブロック120は載置部123も含んでいる。載置部123は、例えば、複数の基板Wを鉛直方向に並べた状態で載置することができる棚である。第1搬送部112は未処理の基板Wを載置部123に載置する。第2搬送部122は載置部123から未処理の基板Wを取り出し、該基板Wを処理ユニット1に搬送する。処理ユニット1は基板Wを処理する。処理ユニット1の構成については後に述べる。第2搬送部122は処理済みの基板Wを処理ユニット1から取り出し、該基板Wを載置部123に搬送する。第1搬送部112は載置部123から該基板Wを取り出し、該基板Wをロードポート111のキャリアCに搬送する。
In the example of FIG. 1, the
図1の例では、複数(例えば4つ)の処理ユニット1は平面視において第2搬送部122の周りを囲むように設けられている。この第2搬送部122はセンターロボットとも呼ばれ得る。平面視上の各位置において、複数の処理ユニット1が鉛直方向に積層されていてもよい。つまり、鉛直方向に積層された複数の処理ユニット1によって構成されるタワーTWの複数(図では4つ)が、第2搬送部122を囲むように設けられてもよい。
In the example of FIG. 1, multiple (e.g., four)
制御部90は、基板処理装置100を統括的に制御する。具体的には、制御部90は第1搬送部112、第2搬送部122および処理ユニット1を制御する。図2は、制御部90の構成の一例を概略的に示すブロック図である。制御部90は電子回路であって、例えばデータ処理部91および記憶部92を有している。図2の具体例では、データ処理部91と記憶部92とはバス93を介して相互に接続されている。データ処理部91は例えばCPU(Central Processor Unit)などの演算処理装置であってもよい。記憶部92は非一時的な記憶部(例えばROM(Read Only Memory))921および一時的な記憶部(例えばRAM(Random Access Memory))922を有していてもよい。非一時的な記憶部921には、例えば制御部90が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理部91がこのプログラムを実行することにより、制御部90が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部90が実行する処理の一部または全部が専用の論理回路などのハードウェアによって実行されてもよい。
The
図2に示されるように、制御部90は記憶部94に電気的に接続されていてもよい。記憶部94は非一時的な記憶部であり、例えば、メモリまたはハードディスクであってもよい。図2の例では、記憶部94にはデータD1が記憶されている。データD1については後に詳述する。
As shown in FIG. 2, the
<処理ユニット>
図3は、処理ユニット1の構成の一例を概略的に示す縦断面図である。なお、基板処理装置100に属する全ての処理ユニット1が、図3に例示された構成を有している必要はない。少なくとも一つの処理ユニット1が、図3に例示された構成を有していればよい。処理ユニット1は、基板保持装置2と、ノズル6とを含んでいる。
<Processing unit>
Fig. 3 is a vertical cross-sectional view showing an example of the configuration of a
基板保持装置2は基板Wを保持する。図3の例では、基板保持装置2は基板Wを水平姿勢で保持している。ここでいう水平姿勢とは、基板Wの厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。また、基板保持装置2は、基板Wを回転軸線Q1のまわりで回転させる機能を有していてもよい。回転軸線Q1は、基板Wの中心を通り、かつ、鉛直方向に沿う軸である。このような基板保持装置2は、スピンチャックとも呼ばれ得る。基板保持装置2の具体的な構成の一例については後に詳述する。
The
ノズル6は、基板保持装置2によって保持された基板Wの主面に向かって処理流体(例えば処理液)を吐出する。図3の例では、ノズル6は、基板保持装置2によって保持された基板Wよりも鉛直上方に設けられており、基板Wの上面に向かって処理液を吐出する。処理液は、薬液であってもよく、リンス液であってもよく、除電液であってもよい。薬液は、基板W上の異物を除去する洗浄液であってもよく、対象膜を除去するエッチング液であってもよい。薬液としては、例えば、フッ酸と硝酸と水とを混合して得られるフッ硝酸、フッ酸と過酸化水素と水とを混合して得られるフッ酸過酸化水素水溶液(FPM)、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、硫酸と過酸化水素水との混合液(SPM)、アンモニア水、アンモニアと過酸化水素と水との混合液(SC-1)、および、塩化水素と過酸化水素と水との混合液(SC-2)等の液体を適用できる。なお、薬液は混合液ではなく、単液でもよい。例えば、フッ酸(HF)、過酸化水素水および硫酸等の単液を薬液として適用できる。リンス液は、純水(つまり脱イオン水)であってもよく、純水よりも揮発性の高いイソプロピルアルコール等の有機溶剤であってもよい。除電液は、基板Wの電荷を除去するための液体であり、二酸化炭素水であってもよい。二酸化炭素水はリンス液として利用されてもよい。
The nozzle 6 ejects a processing fluid (e.g., a processing liquid) toward the main surface of the substrate W held by the
図3の例では、ノズル6には給液管62の下流端が接続されている。給液管62の上流端は第1供給管62aおよび第2供給管62bの下流端に共通に接続されている。第1供給管62aの上流端は薬液供給源に接続され、第2供給管62bの上流端はリンス液供給源に接続される。薬液供給源は薬液を第1供給管62aの上流端に供給し、リンス液供給源はリンス液を第2供給管62bの上流端に供給する。図3の例では、第1供給管62aには第1供給弁63aおよび第1流量調整弁64aが介挿されており、第2供給管62bには第2供給弁63bおよび第2流量調整弁64bが介挿されている。第1供給弁63aは第1供給管62aの開閉を切り換え、第1流量調整弁64aは、第1供給管62aを流れる薬液の流量を調整する。第2供給弁63bは第2供給管62bの開閉を切り換え、第2流量調整弁64bは、第2供給管62bを流れるリンス液の流量を調整する。第1流量調整弁64aおよび第2流量調整弁64bはマスフローコントローラであってもよい。第1供給弁63a、第2供給弁63b、第1流量調整弁64aおよび第2流量調整弁64bは例えば制御部90によって制御される。
In the example of FIG. 3, the downstream end of the
処理ユニット1は、ノズル6を移動させる不図示のノズル移動駆動部を含んでいてもよい。ノズル移動駆動部はノズル6を、次に説明する処理位置と待機位置との間で移動させる。処理位置とは、ノズル6が、基板保持装置2によって保持された基板Wの主面に向かって処理液を吐出する位置であり、例えば、基板Wの中央部と鉛直方向において対向する位置である。図3の例では、処理位置に位置するノズル6が示されている。待機位置とは、ノズル6が処理液を基板Wの主面に向かって吐出しない位置であり、例えば、基板Wよりも径方向外側の位置である。ノズル移動機構は、例えば、モータを有するアーム旋回機構またはモータを有するボールねじ機構等の直動機構を有する。
The
ノズル6が処理位置に位置する状態で、回転中の基板Wの主面に向かって薬液を吐出すると、薬液が基板Wの主面に着液する。薬液は基板Wの回転に伴う遠心力を受けて径方向外側に流れる。このとき、薬液が基板Wの主面に作用することで、薬液の種類に応じた薬液処理が基板Wに対して行われる。 When the nozzle 6 is positioned at the processing position and the chemical liquid is ejected toward the main surface of the rotating substrate W, the chemical liquid lands on the main surface of the substrate W. The chemical liquid flows radially outward due to the centrifugal force caused by the rotation of the substrate W. At this time, the chemical liquid acts on the main surface of the substrate W, and chemical processing according to the type of chemical liquid is performed on the substrate W.
薬液処理の後に、ノズル6が回転中の基板Wの主面に向かってリンス液を吐出すると、リンス液が基板Wの主面に着液する。リンス液は基板Wの回転に伴う遠心力を受けて径方向外側に流れ、基板Wの周縁よりも外側に飛散する。これにより、リンス液によって基板Wの主面上の薬液を径方向外側に押し流すリンス処理が行われる。リンス処理により、基板Wの主面上の処理液を薬液からリンス液に置換することができる。 After the chemical processing, when the nozzle 6 ejects rinsing liquid toward the main surface of the rotating substrate W, the rinsing liquid lands on the main surface of the substrate W. The rinsing liquid flows radially outward due to the centrifugal force associated with the rotation of the substrate W, and splashes outside the periphery of the substrate W. This performs a rinsing process in which the rinsing liquid pushes the chemical liquid on the main surface of the substrate W radially outward. The rinsing process replaces the processing liquid on the main surface of the substrate W from the chemical liquid to the rinsing liquid.
リンス処理後には、基板保持装置2は基板Wの回転速度を増加させて、基板Wを乾燥させることができる。
After the rinsing process, the
なお、図3の例では図示省略しているものの、処理ユニット1には、基板Wの周縁から飛散するガードが設けられていてもよく、基板Wの処理に必要なその他の種々の構造が設けられてもよい。
Although not shown in the example of FIG. 3, the
<基板保持装置2>
図4は、基板保持装置2の構成の一例を概略的に示す平面図である。図4では、基板Wが二点鎖線で示されている。図5は、図3のV-V断面の一例を概略的に示す図である。
<
Fig. 4 is a plan view showing a schematic example of the configuration of the
図3に示されるように、基板保持装置2は、複数のチャックピン22と、回転磁石33と、磁気センサ40とを含んでいる。図3の例では、基板保持装置2は、スピンベース21および回転駆動部50も含んでいる。
As shown in FIG. 3, the
図4に示されるように、複数のチャックピン22は基板Wの周縁に沿って互いに間隔を空けた状態で配列される。つまり、複数のチャックピン22は、回転軸線Q1を中心とした仮想円(不図示)に沿って配列される。複数のチャックピン22は例えば等間隔に設けられる。図4の例では、複数のチャックピン22として、第1チャックピン22a、第2チャックピン22b、第3チャックピン22cおよび第4チャックピン22dが示されている。
As shown in FIG. 4, the multiple chuck pins 22 are arranged at intervals along the periphery of the substrate W. That is, the multiple chuck pins 22 are arranged along a virtual circle (not shown) centered on the rotation axis Q1. The multiple chuck pins 22 are provided, for example, at equal intervals. In the example of FIG. 4, the multiple chuck pins 22 are shown as a
各チャックピン22は駆動軸線Q2のまわりで正逆方向に回転可能に設けられている。つまり、第1チャックピン22aは第1駆動軸線Q2aのまわりで回転可能に設けられ、第2チャックピン22bは第2駆動軸線Q2bのまわりで回転可能に設けられ、第3チャックピン22cは第3駆動軸線Q2cのまわりで回転可能に設けられ、第4チャックピン22dは第4駆動軸線Q2dのまわりで回転可能に設けられる。図4の例では、各駆動軸線Q2は基板Wの周縁よりも若干径方向外側に位置している。
Each
各チャックピン22は、次に説明する保持位置Pc2と開位置Pc3の間で回転可能である。保持位置Pc2とは、チャックピン22(具体的には、ピン本体221)が基板Wの周縁に当接する位置である。図4の例では、保持位置Pc2に位置するチャックピン22が実線で示されている。複数のチャックピン22がそれぞれの保持位置Pc2に位置することにより、複数のチャックピン22が基板Wを保持することができる。開位置Pc3とは、チャックピン22(具体的には、ピン本体221)が基板Wの周縁から離れた位置である。図4の例では、開位置Pc3に位置するチャックピン22が破線で示されている。複数のチャックピン22がそれぞれの開位置Pc3に位置する状態では、複数のチャックピン22による基板Wの保持が解除される。
Each
図3および図4の例では、チャックピン22は、ピン本体221と、ピン土台222とを含んでいる。例えば、ピン土台222は円柱状の形状を有しており、その中心軸が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。図4の例では、ピン土台222は、その中心軸が駆動軸線Q2からずれた状態で設けられている。
In the examples of Figures 3 and 4, the
ピン本体221はピン土台222の上面から鉛直上方に突出している。ピン本体221は例えば円柱形状を有しており、その中心軸が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。ピン本体221は、基板Wの周縁よりも径方向外側において、駆動軸線Q2からずれた位置に設けられる。このため、チャックピン22が駆動軸線Q2のまわりで回転すると、ピン本体221は駆動軸線Q2についての周方向に沿って移動する。
The
チャックピン22が保持位置Pc2に位置する状態では、ピン本体221の側面が基板Wの周縁に当接し、チャックピン22が開位置Pc3に位置する状態では、ピン本体221が基板Wの周縁から離れる。
When the
図3および図4の例では、基板保持装置2はスピンベース21も含んでおり、チャックピン22はスピンベース21に対して回転可能に設けられている。スピンベース21は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。図4の例では、スピンベース21は平面視において、回転軸線Q1を中心とした円形状を有している。スピンベース21の直径は例えば基板Wの直径よりも大きい。スピンベース21には、各チャックピン22用の貫通穴21a(図3参照)が形成されている。
In the examples of Figures 3 and 4, the
図3の例では、チャックピン22の下端(ここではピン土台222の下端)には、シャフト31の上端が接続されている。シャフト31は、駆動軸線Q2を中心軸とした円柱形状を有している。シャフト31は鉛直方向に沿って延びており、その一部が貫通穴21a内に位置する。シャフト31は貫通穴21aにおいて軸受32の内輪に篏合されている。軸受32の外輪はスピンベース21に篏合されている。これにより、シャフト31およびチャックピン22がスピンベース21に対して駆動軸線Q2のまわりで一体に回転可能となる。
In the example of FIG. 3, the upper end of the
図3に示されるように、各チャックピン22に対応して回転磁石33が設けられる。つまり、第1チャックピン22aに対して第1回転磁石33aが設けられ、第2チャックピン22bに対して第2回転磁石33bが設けられ、第3チャックピン22cに対して第3回転磁石33cが設けられ、第4チャックピン22dに対して第4回転磁石33dが設けられる(図5も参照)。
As shown in FIG. 3, a
回転磁石33は例えば永久磁石であって、駆動軸線Q2のまわりでチャックピン22と一体で回転する。ここでは、例えば、回転磁石33は、駆動軸線Q2によって貫通される位置に設けられる。回転磁石33は駆動軸線Q2のまわりでチャックピン22と一体に自転する。図3の例では、シャフト31は軸受32よりも鉛直下方に延びており、回転磁石33はシャフト31の下端に設けられている。シャフト31の下端に、回転磁石33を保持する磁石ホルダ(不図示)が設けられてもよい。
The
図3および図5の例では、回転磁石33は、水平方向に沿って延びる棒状の形状を有しており、その長手方向に磁化されている。つまり、回転磁石33の長手方向の両端面がそれぞれ磁極面33Nおよび磁極面33Sに相当する。一対の磁極面33N,33Sは、回転磁石33の表面のうち、駆動軸線Q2についての径方向と交差する面である。磁極面33Nは第1磁極(例えばN極)を形成し、磁極面33Sは第1磁極とは異なる第2磁極(例えばS極)を形成する。図5の例では、駆動軸線Q2は、磁極面33Nと磁極面33Sとの間に位置している。
In the examples of Figures 3 and 5, the
回転磁石33は、チャックピン22を回転させるピン駆動部30に用いられ得る。ピン駆動部30とは、チャックピン22を保持位置Pc2に回転させるための駆動力(以下、保持駆動力と呼ぶ)、および、チャックピン22を開位置Pc3に回転させるための駆動力(以下、開駆動力と呼ぶ)の各々を、チャックピン22に印加する駆動機構である。図3の例では、ピン駆動部30は、シャフト31と、軸受32と、回転磁石33と、固定磁石34と、駆動磁石35と、磁石駆動部36とを含んでいる。
The
固定磁石34は例えば永久磁石であって、回転磁石33に対応して設けられている。つまり、第1固定磁石34aは第1回転磁石33aに対応して設けられ、第2固定磁石34bは第2回転磁石33bに対応して設けられ、第3固定磁石34cは第3回転磁石33cに対応して設けられ、第4固定磁石34dは第4回転磁石33dに対応して設けられる。固定磁石34は、対応する回転磁石33に磁力を作用させる。例えば、固定磁石34は回転磁石33を、駆動軸線Q2についての周方向で保持位置Pc2側に付勢する。具体的な一例として、第1固定磁石34aは第1回転磁石33aに磁気吸引力を作用させ、第1回転磁石33aを保持位置Pc2側に付勢する。
The fixed
図5の例では、固定磁石34は、回転磁石33に対して、回転軸線Q1についての周方向の一方側に設けられている。つまり、互いに対応する回転磁石33および固定磁石34は、回転軸線Q1についての周方向において並んでいる。なお、図3の例では、固定磁石34は回転磁石33よりも径方向外側に示されているものの、これは、固定磁石34を模式的に示しているためである。固定磁石34はスピンベース21に対して固定される。このため、固定磁石34は、スピンベース21の回転に伴って、回転軸線Q1のまわりを周回する。
In the example of FIG. 5, the fixed
固定磁石34は一対の磁極面34N,34Sを有している。磁極面34Nおよび磁極面34Sは、固定磁石34の表面のうち水平方向に交差する面であり、磁極面34Nは第1磁極を形成し、磁極面34Sは第2磁極を形成する。図5の例では、固定磁石34は、磁極面34Nが、対応する回転磁石33の磁極面33Sに向かい合う姿勢で設けられる。図5の例では、回転磁石33の磁極面33Sと固定磁石34の磁極面34Nとの間で磁気吸引力が作用する。この磁気吸引力により、回転磁石33が駆動軸線Q2についての周方向で、保持位置Pc2側に付勢される。
The fixed
駆動磁石35は例えば永久磁石であって、磁石駆動部36によって移動可能に設けられている。磁石駆動部36は、駆動磁石35と回転磁石33との間の距離が変化するように、駆動磁石35を移動させる。図3の例では、磁石駆動部36は駆動磁石35を下位置(第1位置に相当)と上位置(第2位置に相当)との間で昇降させる。図3の例では、下位置に位置する駆動磁石35が実線で示され、上位置に位置する駆動磁石35が破線で示されている。
The driving
駆動磁石35が下位置に位置する状態では、駆動磁石35と回転磁石33との間の距離が長い。このため、駆動磁石35と回転磁石33との間の磁力は小さく、回転磁石33は固定磁石34によって保持位置Pc2側に付勢される。つまり、ピン駆動部30による保持駆動力は、駆動磁石35が下位置に位置する状態で固定磁石34と回転磁石33との間に作用する磁力に相当する。
When the driving
一方で、駆動磁石35が上位置に位置する状態では、駆動磁石35と回転磁石33との間の距離が短い。この状態では、駆動磁石35と回転磁石33との間の磁力は、固定磁石34と回転磁石33との間の磁力よりも大きい。このため、駆動磁石35は、上位置に位置する状態で、回転磁石33を駆動軸線Q2についての周方向で開位置Pc3側に付勢する。
On the other hand, when the driving
図3および図5の例では、駆動磁石35は回転磁石33に対して回転軸線Q1側(つまり、径方向内側)に設けられている。図5の例では、駆動磁石35は各回転磁石33に対して個別に設けられている。つまり、第1駆動磁石35aが第1回転磁石33aに対応して設けられ、第2駆動磁石35bが第2回転磁石33bに対応して設けられ、第3駆動磁石35cが第3回転磁石33cに対応して設けられ、第4駆動磁石35dが第4回転磁石33dに対応して設けられる。各駆動磁石35は、平面視において、回転軸線Q1を中心とした円弧状の形状を有している。各駆動磁石35は、回転軸線Q1についての径方向と交差する一対の磁極面35N,35Sを有している。磁極面35Nは第1磁極を形成し、磁極面35Sは第2磁極を形成する。図5の例では、磁極面35Nは回転軸線Q1についての径方向において磁極面35Sよりも内側の面である。駆動磁石35は、平面視において、磁極面35Sが回転磁石33と向かい合う姿勢で設けられる。
3 and 5, the driving
駆動磁石35が上位置に位置する状態では、駆動磁石35の磁極面35Sが回転磁石33の磁極面33Nに磁気吸引力を作用させる。駆動磁石35が上位置に位置する状態での駆動磁石35と回転磁石33との間の磁気吸引力は、固定磁石34と回転磁石33との間の磁気吸引力よりも大きい。このため、回転磁石33が駆動軸線Q2のまわりで開位置Pc3へ回転する。つまり、ピン駆動部30による開駆動力は、駆動磁石35が上位置に位置する状態で駆動磁石35と回転磁石33との間に作用する磁力に相当する。図5の例では、開位置Pc3に位置する回転磁石33が破線で示されている。
When the driving
図3の例では、磁石駆動部36は、例えば、ピストンロッド361と、エアシリンダ362とを含んでいる。ピストンロッド361は棒状の形状を有しており、その長手方向が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。ピストンロッド361の上端には駆動磁石35が設けられている。ピストンロッド361の上端には、駆動磁石35を保持する磁石ホルダ(不図示)が設けられてもよい。エアシリンダ362はピストンロッド361を上位置と下位置との間で昇降させる。これにより、駆動磁石35はピストンロッド361と一体に昇降する。磁石駆動部36は制御部90によって制御される。
In the example of FIG. 3, the
ここでは、磁石駆動部36は不図示の固定部材を介して処理ユニット1(例えば底部)に固定される。この場合、駆動磁石35および磁石駆動部36は、スピンベース21が回転しても、回転軸線Q1のまわりを周回しない。そのため、ピン駆動部30がチャックピン22を駆動する際には、回転駆動部50は、駆動磁石35が回転磁石33と向かい合うように、スピンベース21の回転位置を調整する。
Here, the
処理ユニット1には、駆動磁石35の位置を測定する駆動センサ363が設けられてもよい。図3の例では、駆動センサ363は磁石駆動部36に内蔵されている。駆動センサ363は例えばエンコーダであって、ピストンロッド361の位置を測定し、その測定結果を示す電気信号を制御部90に出力する。制御部90は、駆動センサ363の測定結果に基づいて、駆動磁石35の位置を把握することができる。
The
回転駆動部50はスピンベース21を回転軸線Q1のまわりで回転させる。図3の例では、回転駆動部50はシャフト51およびモータ52を含んでいる。シャフト51の上端はスピンベース21の下面に接続されている。シャフト51は、回転軸線Q1を中心軸とした円柱形状を有する。モータ52は制御部90によって制御され、シャフト51を回転軸線Q1のまわりで回転させる。これにより、シャフト51、スピンベース21、チャックピン22および基板Wが回転軸線Q1のまわりで一体に回転する。
The
図3に示されるように、処理ユニット1には、各回転磁石33に対応して磁気センサ40が設けられる。つまり、第1回転磁石33aに対応して第1磁気センサ40aが設けられ、第2回転磁石33bに対応して第2磁気センサ40bが設けられ、第3回転磁石33cに対応して第3磁気センサ40cが設けられ、第4回転磁石33dに対応して第4磁気センサ40dが設けられている。複数の磁気センサ40は回転軸線Q1のまわりで略等間隔に設けられる。磁気センサ40は、後に詳述するように、回転磁石33による磁束の方向を測定する。
As shown in FIG. 3, the
磁気センサ40は、駆動軸線Q2に沿う方向(ここでは鉛直方向)において、回転磁石33と並んでいる。図3の例では、互いに対応するチャックピン22、回転磁石33および磁気センサ40は駆動軸線Q2上でこの順に並んでいる。言い換えれば、図3の例では、チャックピン22、回転磁石33および磁気センサ40は駆動軸線Q2によって貫通された状態で位置している。例えば、第1チャックピン22a、第1回転磁石33aおよび第1磁気センサ40aは第1駆動軸線Q2a上でこの順に並んでいる。図3の例では、磁気センサ40は、対応する回転磁石33の直下に位置する。
The
なお、磁気センサ40は不図示の固定部材を介して処理ユニット1(例えば底部)に固定され得る。この場合、スピンベース21が回転しても、磁気センサ40は回転軸線Q1のまわりを周回しない。このため、磁気センサ40が回転磁石33の磁束の方向を測定するときには、回転駆動部50は、チャックピン22、回転磁石33および磁気センサ40が駆動軸線Q2上で並ぶように、スピンベース21の回転位置を調整する。ここでは、チャックピン22、回転磁石33および磁気センサ40が駆動軸線Q2上で並ぶ状態で、駆動磁石35が回転磁石33と径方向において向かい合う。以下では、このときのスピンベース21の回転位置を駆動測定位置とも呼ぶ。
The
図6は、回転磁石33によって生じる磁束の一例を模式的に示す図である。ここでは簡単のために、回転磁石33および磁気センサ40のみを示している。図6に示されるように、回転磁石33による磁束は、磁気センサ40を、より水平に近い方向に沿って通過する。磁気センサ40を通過する磁束の方向(以下、磁界方向とも呼ぶ)は、駆動軸線Q2のまわりの回転磁石33の回転位置に依存する。つまり、回転磁石33が駆動軸線Q2のまわりで回転すると、当該回転と同期して、磁気センサ40を通過する磁束も駆動軸線Q2のまわりで回転する。磁気センサ40はこの回転磁石33による磁界方向を測定する。
Figure 6 is a schematic diagram showing an example of the magnetic flux generated by the
磁気センサ40は例えば磁気抵抗効果センサを含む。磁気抵抗効果センサは、例えば、巨大磁気抵抗効果センサまたはトンネル磁気効果センサを含む。図6の例では、磁気センサ40は第1センサ素子41および第2センサ素子42を含む。第1センサ素子41および第2センサ素子42の各々は、自身を通過する磁束の方向(つまり、磁界方向)に応じた測定値(例えば電圧)を出力する。具体的な一例として、第1センサ素子41および第2センサ素子42の各々は、強磁性体からなるピンド層、絶縁層、強磁性体からなるフリー層が積層された積層構造を有する。第1センサ素子41および第2センサ素子42は、積層構造の厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で設けられ、水平方向において互いに隣り合っている。図6の例では、第1センサ素子41および第2センサ素子42は駆動軸線Q2に対して互いに反対側に設けられている。第1センサ素子41および第2センサ素子42は、平面視において、ピンド層の磁化方向が互いに交差する姿勢で設けられる。具体的な一例として、第1センサ素子41および第2センサ素子42は、ピンド層の磁化方向が互いに直交する姿勢で設けられる。
The
第1センサ素子41および第2センサ素子42は、自身を通過する磁束の方向に応じた電圧を出力する。磁界方向として、駆動軸線Q2を中心とした角度(以下、磁界角度と呼ぶ)を採用すると、第1センサ素子41および第2センサ素子42は、磁界角度を変数とした正弦波状の電圧を出力する。ただし、ピンド層の磁化方向が互いに交差するので、第1センサ素子41の出力電圧と第2センサ素子42の出力電圧との間には位相差が生じる。磁化方向が直交する場合には、位相差は90度である。
The
磁気センサ40は、例えば、第1センサ素子41の出力電圧と第2センサ素子42の出力電圧との比の逆正接値を磁界角度(つまり、磁界方向)として算出する。磁気センサ40は、測定した磁界角度を示す電気信号を制御部90に出力する。なお、磁気センサ40は第1センサ素子41の出力電圧および第2センサ素子42の出力電圧を制御部90に出力してもよい。この場合、制御部90が両出力電圧に基づいて磁界角度を算出する。この制御部90の磁界角度算出機能は、磁気センサ40に属している、ともいえる。
For example, the
制御部90は、磁気センサ40によって測定された磁界角度(つまり磁界方向)に基づいて、チャックピン22の位置状態を判定する。図7は、チャックピン22の位置状態の一例を説明するための図である。
The
図7では、上位置に位置する駆動磁石35が実線で示されており、下位置に位置する駆動磁石35が破線で示されている。磁石駆動部36が駆動磁石35を上位置に上昇させた状態では、回転磁石33の磁極面33Nには、駆動磁石35の磁極面35Sに向かう磁気吸引力が作用し、回転磁石33が回転する。これにより、チャックピン22が開位置Pc3まで回転する。以下では、駆動磁石35が上位置に位置する状態を、開状態とも呼ぶ。開位置Pc3は、開状態においてチャックピン22が正常に停止する回転位置である。
In FIG. 7, the driving
磁石駆動部36が駆動磁石35を下位置に下降させると、駆動磁石35と回転磁石33との間の磁力がほぼ消失する。このため、回転磁石33は、回転磁石33の磁極面33Sと固定磁石34の磁極面34Nとの間の磁気吸引力によって、回転する。基板Wが処理ユニット1に搬入されているときには、チャックピン22が基板Wの周縁に当接するので、チャックピン22が保持位置Pc2で停止する。以下では、基板Wが搬入されており、かつ、駆動磁石35が下位置に位置する状態を、保持状態とも呼ぶ。保持位置Pc2は、保持状態においてチャックピン22が正常に停止する回転位置である。
When the
図7の例では、保持位置Pc2および開位置Pc3のみならず、閉位置Pc1も示されている。閉位置Pc1とは、基板Wが処理ユニット1に搬入されておらず、かつ、駆動磁石35が上位置に位置するときに、チャックピン22が正常に停止する回転位置である。閉位置Pc1は駆動軸線Q2についての周方向において、保持位置Pc2に対して開位置Pc3とは反対側の位置である。つまり、閉位置Pc1、保持位置Pc2および開位置Pc3が、駆動軸線Q2についての周方向でこの順で並ぶ。以下では、基板Wが搬入されておらず、かつ、駆動磁石35が下位置に位置する状態を閉状態とも呼ぶ。閉位置Pc1は、閉状態においてチャックピン22が正常に停止する回転位置である。
In the example of FIG. 7, not only the holding position Pc2 and the open position Pc3 but also the closed position Pc1 is shown. The closed position Pc1 is a rotational position where the
図7に示されるように、閉位置Pc1、保持位置Pc2および開位置Pc3は、駆動軸線Q2を通る基準線L1に対する角度によって表現される。複数のチャックピン22において基準線L1を互いに同様に設定することで、各位置を示す角度の値を複数のチャックピン22の相互間で同じにすることができる。例えば、保持位置Pc2の設計値(角度)を複数のチャックピン22の相互間で同じにすることができる。図7の例では、基準線L1から反時計回りの方向を正とした角度で、各位置が表現される。 As shown in FIG. 7, the closed position Pc1, the holding position Pc2, and the open position Pc3 are expressed by angles relative to a reference line L1 that passes through the drive axis Q2. By setting the reference line L1 in the same way for multiple chuck pins 22, the angle values indicating each position can be made the same for multiple chuck pins 22. For example, the design value (angle) of the holding position Pc2 can be made the same for multiple chuck pins 22. In the example of FIG. 7, each position is expressed by an angle with the counterclockwise direction from the reference line L1 being positive.
チャックピン22が駆動軸線Q2のまわりで回転すると、回転磁石33もチャックピン22と一体に回転する。このため、チャックピン22の回転位置と、磁気センサ40が測定する磁界角度との間には相関関係がある。ただし、磁気センサ40によって測定される磁界角度は、回転磁石33の回転位置のみならず、駆動磁石35の位置にも依存する。なぜなら、駆動磁石35の位置が変化すると、回転磁石33に対する駆動磁石35の磁気作用の程度が変化するからである。このため、回転磁石33が停止していても、駆動磁石35の位置が変化すると、磁気センサ40によって測定される磁界角度も変動する。
When the
図8は、磁気センサ40によって測定された磁界角度Pmと、チャックピン22の回転角度(以下、ピン角度Pcと呼ぶ)との関係の一例を概略的に示す図である。図8では、グラフG1およびグラフG2が示されている。グラフG1は、駆動磁石35が下位置に位置する状態での磁界角度Pmおよびピン角度Pcの対応関係(第1A対応関係に相当)を示している。グラフG2は、駆動磁石35が上位置に位置する状態での磁界角度Pmおよびピン角度Pcの対応関係(第1B対応関係に相当)を示している。図8の例では、同じピン角度Pcにおいて、グラフG1上の磁界角度PmはグラフG2上の磁界角度Pmよりも小さくなっている。また、図8の例では、グラフG1およびグラフG2はおおむね線形である。図8には、閉位置Pc1、保持位置Pc2および開位置Pc3の設計値(角度)も示されている。
Figure 8 is a diagram showing an example of the relationship between the magnetic field angle Pm measured by the
制御部90が磁気センサ40の測定結果に基づいてチャックピン22のピン角度Pcを求めることができれば、チャックピン22の位置状態を判定することができる。ここでは一例として、制御部90は保持状態において、チャックピン22が保持位置Pc2に位置しているか否かを、磁気センサ40の測定結果に基づいて判定する。
If the
例えば、グラフG1を規定するためのデータD1が記憶部94に記憶される(図2も参照)。このデータD1は事前の登録処理によって記憶部94に記憶され得る。図9は、事前登録処理の第1例を示すフローチャートである。当該事前登録処理は、例えば、基板処理装置100の据え付け時に実行される。まず、回転駆動部50はスピンベース21の回転位置が駆動測定位置となるようにスピンベース21の回転位置を調整する(不図示)。
For example, data D1 for defining graph G1 is stored in storage unit 94 (see also FIG. 2). This data D1 can be stored in
次に、ピン駆動部30は全てのチャックピン22をそれぞれの閉位置Pc1に位置させる(ステップS1)。具体的には、基板Wが搬入されていない状態で、磁石駆動部36は各駆動磁石35を下位置に位置させる。これにより、各チャックピン22が閉位置Pc1に位置する。
Next, the
次に、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS2:第1事前測定工程)。つまり、各磁気センサ40は、対応するチャックピン22および回転磁石33と並ぶ位置において、回転磁石33の磁界角度Pmを測定し、磁界角度Pmを制御部90に出力する。これにより、制御部90は閉位置Pc1に対応した磁界角度Pmをチャックピン22ごとに得ることができる。
Next, all the
次に、ピン駆動部30は全てのチャックピン22をそれぞれの開位置Pc3に回転させる(ステップS3)。具体的には、磁石駆動部36は各駆動磁石35を上位置に上昇させる。この上昇によって、各チャックピン22が開位置Pc3まで回転する。
Next, the
次に、第2搬送部122は基板Wを処理ユニット1に搬入する(ステップS4)。これにより、基板Wが複数のチャックピン22のピン土台222上に載置される。つまり、複数のチャックピン22のピン土台222が基板Wを支持する。
Next, the
次に、ピン駆動部30は全てのチャックピン22をそれぞれの保持位置Pc2に回転させる(ステップS5)。具体的には、磁石駆動部36は駆動磁石35を下位置に下降させる。この下降によって、各チャックピン22が保持位置Pc2まで回転し、各ピン本体221が基板Wの周縁を回転軸線Q1側に押圧する。つまり、複数のチャックピン22が基板Wの周縁を保持する。
Next, the
次に、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS6:第2事前測定工程)。各磁気センサ40は磁界角度Pmを制御部90に出力する。これにより、制御部90は保持位置Pc2に対応した磁界角度Pmをチャックピン22ごとに得ることができる。
Next, all the
次に、ピン駆動部30は全てのチャックピン22をそれぞれの開位置Pc3に回転させる(ステップS7)。具体的には、磁石駆動部36は駆動磁石35を上位置に上昇させる。これにより、基板Wに対する保持が解除される。
Next, the
次に、第2搬送部122は基板Wを処理ユニット1から搬出する(ステップS8)。
Next, the
次に、制御部90は、ステップS2において測定された閉位置Pc1に対応した磁界角度Pmの実測値Pm1と、ステップS6において測定された保持位置Pc2に対応した磁界角度Pmの実測値Pm2とを含むデータD1を、チャックピン22ごとに記憶部94に記憶させる(ステップS9)。
Next, the
図8に示されるように、閉位置Pc1および磁界角度Pmの実測値Pm1を含む座標点P1と、保持位置Pc2および磁界角度Pmの実測値Pm2を含む座標点P2とは、グラフG1上に位置する。このため、座標点P1および座標点P2を含むデータD1は、グラフG1を規定するためのデータである、といえる。 As shown in FIG. 8, coordinate point P1 including the closed position Pc1 and the measured value Pm1 of the magnetic field angle Pm, and coordinate point P2 including the held position Pc2 and the measured value Pm2 of the magnetic field angle Pm are located on graph G1. Therefore, data D1 including coordinate point P1 and coordinate point P2 can be said to be data for defining graph G1.
上述の事前登録処理により、グラフG1を規定するためのデータD1がチャックピン22ごとに記憶部94に記憶される。図10は、複数のチャックピン22にそれぞれ対応した複数のグラフG1の一例を示す図である。図10では、グラフG1として、第1チャックピン22aに対応したグラフG1a(第1対応関係に相当)および第2チャックピン22bに対応したグラフG1b(第2対応関係に相当)が示されている。グラフG1aおよびグラフG1bは互いに異なり得る。例えば、グラフG1aおよびグラフG1bの係数は互いに異なり得るし、グラフG1aおよびグラフG1bの切片も互いに異なり得る。これは、チャックピン22、回転磁石33および磁気センサ40の組み立て誤差等の、チャックピン22ごとの諸要因に起因する。
By the above-mentioned pre-registration process, data D1 for defining the graph G1 is stored in the
<制御部90の機能>
次に、チャックピン22の位置状態の判定に関する制御部90の機能部について説明する。図11は、制御部90の内部構成の第1例を示す機能ブロック図である。図11に示されるように、制御部90は、磁気角度演算部90aと、ピン角度演算部90bと、補正部90cと、位置状態判定部90dとを含んでいる。磁気角度演算部90aには、各磁気センサ40の第1センサ素子41の出力電圧および第2センサ素子42の出力電圧が入力される。図11では、簡単のために、一つの磁気センサ40のみが示されているものの、全ての磁気センサ40からの出力電圧が磁気角度演算部90aに入力される。磁気角度演算部90aは各磁気センサ40からの出力電圧に基づいて、各回転磁石33の磁界角度Pmを算出する。つまり、磁気角度演算部90aは第1回転磁石33aの磁界角度Pm、第2回転磁石33bの磁界角度Pm、第3回転磁石33cの磁界角度Pmおよび第4回転磁石33dの磁界角度Pmを算出する。
<Functions of the
Next, the functional parts of the
補正部90cは記憶部94からデータD1を読み出す。補正部90cはデータD1に基づいて、グラフG1を示す関数式(例えば1次関数)をチャックピン22ごとに求める。補正部90cは、第1チャックピン22aについての座標点P1および座標点P2に基づいてグラフG1aを求め、第2チャックピン22bについての座標点P1および座標点P2に基づいてグラフG1bを求める。他も同様である。具体的な一例として、補正部90cは、座標点P1および座標点P2を結ぶ直線をグラフG1として求める。
The
ピン角度演算部90bには、磁気角度演算部90aからのチャックピン22ごとの磁界角度Pmと、駆動センサ363からの測定結果と、補正部90cからのチャックピン22ごとのグラフG1とが入力される。ピン角度演算部90bは、保持状態において、磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてピン角度Pcをチャックピン22ごとに求める。なお、ピン角度演算部90bには、基板Wが搬入されたか否かの情報も入力され得る。当該情報は、例えば制御部90による第2搬送部122への制御信号によって規定される。ピン角度演算部90bは、当該情報と駆動センサ363からの測定結果に基づいて、現在の状態が保持状態であるか否かを判定できる。なお、制御部90は磁石駆動部36を制御するので、磁石駆動部36への制御信号に基づいて駆動磁石35の位置を把握してもよい。
The pin
ピン角度演算部90bは、保持状態において磁気センサ40によって測定された磁界角度Pmを、グラフG1(例えば関数式)に代入して、ピン角度Pcを求める。つまり、ピン角度演算部90bは、第1磁気センサ40aからの磁界角度PmおよびグラフG1aに基づいて第1チャックピン22aのピン角度Pcを求め、第2磁気センサ40bからの磁界角度PmおよびグラフG1bに基づいて第2チャックピン22bのピン角度Pcを求める。同様に、ピン角度演算部90bは第3チャックピン22cのピン角度Pcおよび第4チャックピン22dのピン角度Pcを求める。
The pin
位置状態判定部90dは、磁気角度演算部90aによって算出されたピン角度Pcの演算値と、所定範囲(例えば保持範囲R2(図8も参照))との比較に基づいて、各チャックピン22の位置状態を判定する。つまり、位置状態判定部90dは第1チャックピン22aのピン角度Pcの演算値と所定範囲との比較に基づいて第1チャックピン22aの位置状態を判定し、第2チャックピン22bのピン角度Pcの演算値と所定範囲との比較に基づいて第2チャックピン22bの位置状態を判定する。同様に、位置状態判定部90dは第3チャックピン22cの位置状態および第4チャックピン22dの位置状態を判定する。
The position
具体的には、位置状態判定部90dはピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内に位置するか否かを、チャックピン22ごとに判定する。保持範囲R2は、保持位置Pc2の設計値を含む範囲であり、例えば事前に設定される。保持範囲R2は、保持位置Pc2についての許容範囲であるともいえる。保持範囲R2を示す範囲データは記憶部94に記憶されていてもよい。ここでは、複数のチャックピン22のそれぞれに対応する保持範囲R2として、同じ角度範囲を用いる。
Specifically, the position
位置状態判定部90dは、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内であるときに、チャックピン22が正常に保持位置Pc2に位置していると判定する。一方、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2外であるときに、位置状態判定部90dはチャックピン22が保持位置Pc2に位置していないと判定する。つまり、位置状態判定部90dは、チャックピン22の位置に関する異常(以下、位置異常と呼ぶ)が生じていると判定する。
When the calculated value of the pin angle Pc is within the holding range R2, the position
<処理ユニットの動作例>
図12は、処理ユニット1における基板保持処理の第1例を示すフローチャートである。この基板保持処理は、事前登録処理の後に実行される。またここでは、初期的に、スピンベース21は駆動測定位置に位置しているものとする。この点は後述する種々の基板保持処理でも同様である。
<Example of processing unit operation>
12 is a flow chart showing a first example of the substrate holding process in the
まず、ピン駆動部30が全てのチャックピン22をそれぞれの開位置Pc3に回転させる(ステップS11)。具体的には、磁石駆動部36が駆動磁石35を上位置に上昇させる。なお、制御部90は、駆動センサ363の測定結果に基づいて、駆動磁石35の位置を確認してもよい。次に、第2搬送部122が基板Wを処理ユニット1に搬入し(ステップS12)、ピン駆動部30が全てのチャックピン22をそれぞれの保持位置Pc2に回転させる(ステップS13)。具体的には、磁石駆動部36が駆動磁石35を下位置に下降させる。同様に、制御部90は、駆動センサ363の測定結果に基づいて、駆動磁石35の位置を確認してもよい。
First, the
駆動磁石35の下降により、異常が生じていなければ、複数のチャックピン22が正常に保持位置Pc2に回転でき、基板保持装置2が基板Wを保持することができる。一方、異常が生じていれば、いずれかのチャックピン22が適切に保持位置Pc2に回転できず、基板保持装置2による基板Wの適切な保持を実現できない。
If no abnormality occurs when the
そこで、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS14:測定工程)。例えば、磁気センサ40の第1センサ素子41および第2センサ素子42が出力電圧を制御部90に出力し、制御部90が両出力電圧に基づいて磁界角度Pmを算出する。次に、制御部90は、チャックピン22ごとに、磁気センサ40によって測定された磁界角度PmとグラフG1とに基づいてピン角度Pcを求める(ステップS15)。次に、制御部90はチャックピン22が保持位置Pc2に位置しているか否を判定する(ステップS16:判定工程)。具体的には、制御部90はピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内にあるか否かを判定する。
Then, all the
全てのチャックピン22について、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内に位置するときに、制御部90は全てのチャックピン22が正常に保持位置Pc2に位置していると判定する(ステップS17)。一方、少なくとも一つのチャックピン22において、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2外にあるときに、制御部90は位置異常が生じていると判定する(ステップS18)。処理ユニット1は、位置異常が生じたと判定したときに、基板Wの保持をやり直してもよく、あるいは、基板Wに対する処理を中断してもよい。
When the calculated value of the pin angle Pc for all chuck pins 22 is within the holding range R2, the
<作用効果>
以上のように、磁気センサ40は回転磁石33の磁界角度Pmを測定し、制御部90はその磁界角度Pmに基づいてチャックピン22の位置状態の判定を行う。磁界角度Pmはチャックピン22のピン角度Pcをより細かく、より高い精度で反映するので、制御部90はより高い精度でチャックピン22の位置状態を判定することができる。また、チャックピン22の位置を磁気的に測定しているので、処理ユニット1内が暗くても、制御部90は適切にチャックピン22の位置を求めることができる。
<Action and effect>
As described above, the
また、上述の例では、磁界角度Pmおよびピン角度Pcの対応関係(つまり、グラフG1)を規定するためのデータD1が記憶部94に記憶される。具体的には、閉位置Pc1に対応した磁界角度Pmの実測値Pm1と、保持位置Pc2に対応した磁界角度Pmの実測値Pm2が事前に測定され、これらがデータD1として記憶部94に記憶される。このため、制御部90は実測値に即した対応関係に基づいてピン角度Pcを求めることができ、より高い精度でピン角度Pcを求めることができる。したがって、制御部90はさらに高い精度でチャックピン22の位置状態を判定することができる。
In the above example, data D1 for defining the correspondence between the magnetic field angle Pm and the pin angle Pc (i.e., graph G1) is stored in the
また、上述の例では、グラフG1をチャックピン22ごとに設定している。このため、制御部90は、チャックピン22ごとの個体差を吸収して、高い精度でピン角度Pcを求めることができる。しかも、複数のチャックピン22に対して同じ角度範囲の保持範囲R2を用いることができる。これにより、複数のチャックピン22に対して異なる角度範囲を用いる場合に比べて、制御部90の処理負荷を軽減することもできる。また、作業員による設定作業を簡易にすることができる。
In the above example, the graph G1 is set for each
また、上述の例では、回転磁石33は、チャックピン22のピン角度Pcの測定のみならず、チャックピン22の駆動にも利用されている。このため、ピン角度Pcの測定用の永久磁石およびチャックピン22の駆動用の永久磁石が別個に設けられる構造に比べて、基板保持装置2の製造コストを低減させることができ、また、基板保持装置2のサイズを低減させることができる。
In addition, in the above example, the rotating
また、上述の例では、磁気センサ40に磁気抵抗効果センサを適用している。磁気抵抗効果センサの鉛直方向のサイズは小さいので、磁気センサ40よりも鉛直下方の空間のサイズを大きくすることができる。このため、当該空間を他の部材の配置空間に利用することができる。
In addition, in the above example, a magnetoresistive effect sensor is used as the
また、上述の例では、基板保持装置2は基板処理装置100(具体的には処理ユニット1)に搭載されている。このため、高い精度でチャックピン22の位置状態を判定できる基板保持装置2を用いて基板処理装置100を実現することができる。また、基板処理装置100では、処理液を用いた基板Wに対する処理のために、基板Wを回転軸線Q1まわりで回転させる必要がある。基板Wを適切に回転させるには、基板保持装置2が基板Wを適切に保持する必要がある。本実施の形態では、基板保持装置2は、チャックピン22が保持位置Pc2に位置しているか否かを高い精度で判定できるので、適切に基板Wを保持した状態で基板Wの回転を開始することができる。このため、基板保持装置2は基板処理装置100に特に適している。
In the above example, the
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態にかかる処理ユニット1の構成の一例は第1の実施の形態と同様である。第2の実施の形態では、処理ユニット1は保持状態のみならず、開状態においてもチャックピン22の位置状態を判定する。
Second Embodiment
An example of the configuration of the
さて、図8に示されるピン角度Pcは、図7において、駆動軸線Q2についての反時計回り方向を正としたときの角度で示されている。このため、図8では、閉位置Pc1の設計値(角度)が最も小さく、次に保持位置Pc2の設計値(角度)が小さく、開位置Pc3の設計値(角度)が最も大きい。 The pin angle Pc shown in Figure 8 is shown as an angle when the counterclockwise direction about the drive axis Q2 in Figure 7 is considered positive. For this reason, in Figure 8, the design value (angle) of the closed position Pc1 is the smallest, the design value (angle) of the holding position Pc2 is the next smallest, and the design value (angle) of the open position Pc3 is the largest.
ところで、保持状態では駆動磁石35は下位置に位置する。このため、既述のように、保持位置Pc2についての位置状態の判定では、制御部90は、駆動磁石35が下位置に位置するときのグラフG1を用いて、ピン角度Pcを算出している(ステップS15)。そして、制御部90はピン角度Pcに基づいて保持位置Pc2についての位置状態を判定している(ステップS16)。
In the held state, the
第2の実施の形態では、駆動磁石35が上位置に位置するときに、磁界角度PmおよびグラフG1で算出される仮想的なピン角度Pcについて考察する。つまり、駆動磁石35が上位置に位置するにも関わらず、上位置に対応したグラフG2ではなく、下位置に対応したグラフG1を用いて算出された仮想的なピン角度Pcについて考察する。
In the second embodiment, we consider the magnetic field angle Pm and the virtual pin angle Pc calculated from graph G1 when the
駆動磁石35が上位置に位置するときには、異常が生じていなければ、チャックピン22は開位置Pc3に位置する。図8の例では、開位置Pc3についての開範囲R3も示されている。開範囲R3は、開位置Pc3の設計値(角度)を含む角度範囲であり、例えば予め設定される。開範囲R3は、開位置Pc3についての許容範囲である、ともいえる。言い換えれば、開状態でのチャックピン22のピン角度Pcが開範囲R3内にあれば、チャックピン22は正常に開位置Pc3に位置している。
When the
ここでは、ピン角度Pcが開範囲R3の下限角度P31となる場合について考察する。チャックピン22が下限角度P31で停止した状態で、磁気センサ40が磁界角度Pmを測定すると、磁界角度Pmの実測値Pm31が得られる。実測値Pm31は、理想的には、下限角度P31およびグラフG2で求まる磁界角度Pmである。制御部90はこの実測値Pm31とグラフG1とに基づいて仮想的なピン角度Pcの演算値P31vを求める。図8の例では、演算値P31vも示されている。なお、本実施の形態でいう「ピン角度Pcの演算値」とは、チャックピン22が実際にそのピン角度Pcに位置しているか否かによらず、磁界角度Pmに基づいて算出されたピン角度Pcの値を意味している。
Here, we consider the case where the pin angle Pc is the lower limit angle P31 of the open range R3. When the
図8の例では、演算値P31vは、保持範囲R2の上限角度P22よりも大きい。つまり、演算値P31vは保持範囲R2の上限角度P22よりも大きい。逆に言えば、演算値P31vが保持範囲R2の上限角度P22よりも大きくなるように、開位置Pc3が設定される。 In the example of FIG. 8, the calculated value P31v is greater than the upper limit angle P22 of the holding range R2. In other words, the calculated value P31v is greater than the upper limit angle P22 of the holding range R2. Conversely, the open position Pc3 is set so that the calculated value P31v is greater than the upper limit angle P22 of the holding range R2.
チャックピン22が開範囲R3内のうち下限角度P31よりも大きいピン角度Pcで停止していれば、図8から理解できるように、そのときの仮想的なピン角度Pcの演算値は必ず演算値P31vよりも大きくなる。このため、チャックピン22が開範囲R3内に位置していれば、そのときに求められた仮想的なピン角度Pcの演算値は必ず保持範囲R2の上限角度P22よりも大きくなる。逆に言えば、開状態において求められたピン角度Pcの演算値が保持範囲R2の上限角度P22よりも大きいときに、チャックピン22は開位置Pc3に位置している、とみなすことができる。チャックピン22が保持位置Pc2と開位置Pc3との間の途中位置で停止する事態は生じにくいので、この判定は妥当である。
If the
図13は、処理ユニット1における基板保持処理の第2例を示すフローチャートである。まず、ピン駆動部30が全てのチャックピン22をそれぞれの開位置Pc3に回転させる(ステップS21)。異常が生じていなければ、チャックピン22は適切に開位置Pc3まで回転する。異常が生じていれば、チャックピン22は開位置Pc3まで回転できない。そこで、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS22)。次に、制御部90は、チャックピン22ごとに、磁気センサ40によって測定された磁界角度PmとグラフG1とに基づいて仮想的なピン角度Pcを求める(ステップS23)。次に、制御部90は、チャックピン22が開位置Pc3に位置しているか否かをチャックピン22ごとに判定する(ステップS24:判定工程)。具体的には、制御部90の位置状態判定部90dは、仮想的なピン角度Pcが保持範囲R2の上限角度P22よりも大きいか否かを、チャックピン22ごとに判定する。
Figure 13 is a flowchart showing a second example of the substrate holding process in the
位置状態判定部90dは、少なくとも一つのチャックピン22について、仮想的なピン角度Pcの演算値が保持範囲R2の上限角度P22以下であるときに、位置異常が生じていると判定する(ステップS32)。
The position
一方、位置状態判定部90dは、全てのチャックピン22について、仮想的なピン角度Pcの演算値が保持範囲R2の上限角度P22よりも大きいときに、全てのチャックピン22が正常に開位置Pc3に位置していると判定する。次に、制御部90はステップS25からステップS31を実行する。ステップS25からステップS31は、それぞれ、ステップS12からステップS18と同様である。
On the other hand, when the calculated value of the virtual pin angle Pc for all the chuck pins 22 is greater than the upper limit angle P22 of the holding range R2, the position
以上のように、第2の実施の形態では、制御部90は磁界角度PmとグラフG1とに基づいて仮想的なピン角度Pcを算出し、当該ピン角度Pcの演算値に基づいて開位置Pc3についての位置状態を判定している。このため、グラフG2を規定するデータを事前に設定する必要がなく、作業員の設定作業を軽減することができる。
As described above, in the second embodiment, the
また、チャックピン22の開位置Pc3の位置状態を判定するに際して、保持範囲R2の上限角度P22を用いる。この上限角度P22は保持位置Pc2の位置状態の判定にも用いられる。したがって、これらの角度を個別に設定する場合に比べて、作業員による基準角度の設定作業を簡易にすることができる。
In addition, the upper limit angle P22 of the holding range R2 is used to determine the position state of the open position Pc3 of the
<閉位置>
上述の例では、保持状態および開状態の各々におけるチャックピン22の位置状態の判定について述べた。処理ユニット1は、さらに、閉状態においてチャックピン22の位置状態の判定を行ってもよい。例えば処理済みの基板Wが搬出された後に、ピン駆動部30はチャックピン22を閉位置Pc1に回転させてもよい。つまり、磁石駆動部36は駆動磁石35を下位置に下降させてもよい。制御部90はこの閉状態において、チャックピン22が閉位置Pc1に位置しているか否かを判定してもよい。
<Closed position>
In the above example, the determination of the position state of the
図8の例では、閉位置Pc1についての閉範囲R1も示されている。閉範囲R1は、閉位置Pc1の設計値(角度)を含む角度範囲であり、例えば予め設定される。閉範囲R1は、閉位置Pc1についての許容範囲であるともいえる。言い換えれば、閉状態において算出されるチャックピン22のピン角度Pcが閉範囲R1内にあれば、チャックピン22は正常に閉位置Pc1に位置している。図8から理解できるように、チャックピン22が閉範囲R1内に位置していれば、ピン角度Pcは当然に保持範囲R2の下限角度P21よりも小さい。
In the example of FIG. 8, the closed range R1 for the closed position Pc1 is also shown. The closed range R1 is an angle range that includes the design value (angle) of the closed position Pc1, and is set, for example, in advance. The closed range R1 can also be said to be an allowable range for the closed position Pc1. In other words, if the pin angle Pc of the
そこで、制御部90は、閉状態において磁気センサ40によって測定された磁界角度Pmと、グラフG1とに基づいてピン角度Pcを求めてもよい。このピン角度Pcの演算値は、実際のチャックピン22のピン角度Pcを示している。制御部90は、このピン角度Pcの演算値が保持範囲R2の下限角度P21よりも小さいか否かを判定する。制御部90は、ピン角度Pcが下限角度P21よりも小さいときに、チャックピン22が閉位置Pc1に位置していると判定してもよい。チャックピン22が閉位置Pc1と保持位置Pc2との間の途中位置で停止する事態は生じにくいので、この判定は妥当である。
The
上述の例では、チャックピン22の閉位置Pc1の位置状態を判定するに際して、保持範囲R2の下限角度P21を用いる。この下限角度P21は保持位置Pc2の位置状態の判定にも用いられる。したがって、これらの角度を別個に設定する場合に比べて、作業員による基準角度の設定作業を簡易にすることができる。
In the above example, the lower limit angle P21 of the holding range R2 is used to determine the position state of the closed position Pc1 of the
<位置状態の判定のまとめ>
制御部90は、磁気センサ40の測定結果に基づいて求められたピン角度Pcの演算値が、保持範囲R2の下限角度P21よりも小さいときに、チャックピン22が閉位置Pc1に位置すると判定し、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内にあるときに、チャックピン22が保持位置Pc2に位置すると判定し、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2の上限角度P22よりも大きいときに、チャックピン22が開位置Pc3に位置すると判定してもよい。そして、制御部90は、制御信号等に基づいて把握されるチャックピン22の位置状態が、磁気センサ40の測定結果に基づいて判定された位置状態と相違するときに、位置異常が生じていると判定してもよい。
<Summary of position state determination>
The
<第3の実施の形態>
第3の実施の形態にかかる処理ユニット1の構成の一例は第1または第2の実施の形態と同様である。第3の実施の形態では、処理ユニット1はチャックピン22の異常の種類を検出する。
Third Embodiment
An example of the configuration of the
<異常の種類判定>
チャックピン22の位置に関する位置異常として、以下に説明する乗り上げ異常および固着異常がある。図14および図15は、各異常を説明するための図である。図14および図15では、下位置に位置する駆動磁石35を破線で示し、上位置に位置する駆動磁石35を実線で示している。
<Determining the type of abnormality>
The positional abnormality regarding the position of the
<乗り上げ異常>
図14の第1行は乗り上げ異常を示している。乗り上げ異常は、保持状態において生じ得る異常である。つまり、乗り上げ異常は、基板Wが搬入された状態で磁石駆動部36が駆動磁石35を下位置に下降させるときに生じ得る。具体的には、乗り上げ異常とは、各チャックピン22が保持位置Pc2に回転する際に、いずれかのピン本体221が基板Wの下面に潜り込み、基板Wが当該ピン本体221の上に乗り上がる異常である。乗り上げ異常が生じると、ピン本体221が基板Wの周縁に当接できないので、基板保持装置2は基板Wを保持することができない。
<Running abnormality>
The first row in Fig. 14 shows a riding abnormality. The riding abnormality is an abnormality that can occur in the holding state. That is, the riding abnormality can occur when the
乗り上げ異常が生じると、チャックピン22は保持位置Pc2を超えて閉位置Pc1側まで回転する。つまり、チャックピン22は保持範囲R2の下限角度P21よりも小さい回転位置で停止する。逆に言えば、基板Wが搬入されており、かつ、駆動磁石35が下位置に位置している保持状態で、ピン角度Pcが下限角度P21よりも小さいときには、乗り上げ異常が生じている、と判定することができる。
When a climbing abnormality occurs, the
そこで、処理ユニット1は乗り上げ異常を検出してもよい。具体的には、保持状態において、磁気センサ40が回転磁石33の磁界角度Pmを測定し、制御部90が磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてチャックピン22のピン角度Pcを算出し、ピン角度Pcの演算値が下限角度P21よりも小さいか否かを判定する。制御部90は、ピン角度Pcの演算値が下限角度P21よりも小さいときに、乗り上げ異常が生じていると判定する。言い換えれば、制御部90は、保持状態において求められたピン角度Pcの演算値が、保持範囲R2に対して開位置Pc3とは逆側にあるときに、乗り上げ異常が生じていると判定する。この判定は、例えば、図12のステップS18において行われ得る。
The
<固着異常>
次に、固着異常について説明する。固着異常とは、チャックピン22が回転しない異常である。例えば、図14の第2行に示されるように、開状態においてチャックピン22が保持位置Pc2で停止し続ける場合がある。この場合、駆動磁石35が上位置に位置するものの、チャックピン22が保持位置Pc2で停止している。これは、例えば、チャックピン22の側面に形成された凹部に基板Wの周縁に引っかかるからである。この場合、チャックピン22が保持位置Pc2から開位置Pc3へ回転できなくなり得る。図14では、当該異常を「固着異常(保持位置)」で示している。この固着異常(保持位置)は基板Wの保持を解除する際に問題となる。例えば、処理ユニット1が基板Wに対する処理を終了すると、基板保持装置2は基板Wの保持を解除する。つまり、磁石駆動部36が駆動磁石35を上位置に上昇させる。このとき、固着異常(保持位置)が生じていると、チャックピン22は保持位置Pc2で停止し続け、基板Wの保持を適切に解除できない。
<Adhesion Abnormality>
Next, the sticking abnormality will be described. The sticking abnormality is an abnormality in which the
次に、固着異常(保持位置)が生じた状態で磁気センサ40によって測定される磁界角度Pmについて考察する。図16は、固着異常(保持位置)が生じたときの磁界角度Pmを説明するための図である。ここでは、チャックピン22が保持範囲R2の上限角度P22で停止し続けている場合について説明する。駆動磁石35は上位置に位置するので、磁界角度PmはグラフG2に依拠する。このため、磁気センサ40によって測定された磁界角度Pmは、理想的には、上限角度P22およびグラフG2で求まる実測値Pm2sとなる。
Next, consider the magnetic field angle Pm measured by the
実測値Pm2sおよびグラフG1に基づいてピン角度Pcを算出すると、ピン角度Pcの演算値P22vが算出される。この演算値P22vは、チャックピン22の実際の位置を示すものではなく、仮想的なピン角度である。図16の例では、演算値P22vは、保持範囲R2の上限角度P22よりも小さくなる。このため、開状態においてチャックピン22が保持範囲R2内に位置しているときに、磁界角度Pmの実測値およびグラフG1に基づいて求められたピン角度Pcは、必ず保持範囲R2の上限角度P22よりも小さい。逆に、第2の実施の形態で述べたように、開状態においてチャックピン22が適切に開範囲R3内に位置していれば、そのときの磁界角度Pmの実測値およびグラフG1に基づいて求められたピン角度Pcは、上限角度P22よりも大きくなる。つまり、基板Wが搬入され、かつ、駆動磁石35が上位置に位置する状態において、ピン角度Pcが保持範囲R2の上限角度P22よりも小さいときには、チャックピン22に固着異常(保持位置)が生じている、と判定することができる。
When the pin angle Pc is calculated based on the actual measurement value Pm2s and the graph G1, the calculated value P22v of the pin angle Pc is calculated. This calculated value P22v does not indicate the actual position of the
そこで、処理ユニット1は固着異常(保持位置)を検出してもよい。具体的には、基板Wが搬入された開状態において、磁気センサ40が回転磁石33の磁界角度Pmを測定し、制御部90が磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてチャックピン22の仮想的なピン角度Pcを算出し、その仮想的なピン角度Pcの演算値が上限角度P22よりも小さいか否かを判定する。制御部90は、ピン角度Pcの演算値が上限角度P22よりも小さいときに、固着異常(保持位置)が生じていると判定する。言い換えれば、制御部90は、開状態において求められたピン角度Pcの演算値が、保持範囲R2に対して開位置Pc3とは逆側にあるときに、固着異常が生じていると判定する。
The
また、固着異常は、チャックピン22が閉位置Pc1で停止した状態でも生じ得る。図15の第1行では、開状態においてチャックピン22が閉位置Pc1で停止している。つまり、駆動磁石35が上位置に位置するにも関わらず、チャックピン22が開位置Pc3へ回転せずに閉位置Pc1に位置したままである。この固着異常は、例えばチャックピン22とスピンベース21との間に処理液が侵入した場合に生じ得る。具体的には、チャックピン22とスピンベース21との間の処理液が乾燥すると、処理液が接着剤として機能してしまう場合がある。この場合、チャックピン22がスピンベース21に固着し得る。図15では、当該状態を「固着異常(閉位置)」で示している。この固着異常(閉位置)は、基板Wが搬入されるときに問題になり得る。例えば基板Wが搬入されるときに、磁石駆動部36が駆動磁石35を下位置から上位置に上昇させる。このとき、固着異常(閉位置)が生じていると、チャックピン22は閉位置Pc1で停止し続ける。このため、第2搬送部122は基板Wを適切にピン土台222の上に載置することができない。
The sticking abnormality may also occur when the
次に、固着異常(閉位置)が生じた状態で磁気センサ40によって測定される磁界角度Pmについて説明する。ここでは、チャックピン22が閉範囲R1の上限角度P12で停止し続けている場合について説明する(図16も参照)。駆動磁石35は上位置に位置するので、磁界角度PmはグラフG2に依拠する。このため、磁気センサ40によって測定された磁界角度Pmは、理想的には、上限角度P12およびグラフG2で求まる実測値Pm1sとなる。
Next, the magnetic field angle Pm measured by the
実測値Pm1sおよびグラフG1に基づいてピン角度Pcを算出すると、ピン角度Pcの演算値P12vが算出される。この演算値P12vは、チャックピン22の実際の位置を示すものではなく、仮想的なピン角度である。図16の例では、演算値P12vは、保持範囲R2の上限角度P22よりも小さい。よって、開状態においてチャックピン22が閉範囲R1内に位置しているときには、磁界角度Pmの実測値およびグラフG1に基づいて求められたピン角度Pcは、必ず保持範囲R2の上限角度P22よりも小さい。逆に言えば、基板Wが搬入されておらず、かつ、駆動磁石35が上位置に位置する状態において、ピン角度Pcが保持範囲R2の上限角度P22よりも小さいときには、チャックピン22に固着異常(閉位置)が生じている、と判定することができる。
When the pin angle Pc is calculated based on the actual measurement value Pm1s and the graph G1, the calculated value P12v of the pin angle Pc is calculated. This calculated value P12v is a virtual pin angle, not an actual position of the
そこで、処理ユニット1は固着異常(閉位置)を検出してもよい。具体的には、基板Wが搬入されていない開状態において、磁気センサ40が回転磁石33の磁界角度Pmを測定し、制御部90が磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてチャックピン22の仮想的なピン角度Pcを算出し、そのピン角度Pcの演算値が上限角度P22よりも小さいか否かを判定する。制御部90は、ピン角度Pcの演算値が上限角度P22よりも小さいときに、固着異常(閉位置)が生じていると判定する。この判定は、例えば図13のステップS24において行われ得る。
The
また、上述の説明から理解できるように、基板Wの有無によらず、固着異常が生じているときには、開状態において求められた仮想的なピン角度Pcは、上限角度P22よりも小さくなる。そこで、制御部90は、基板Wの有無によらず、開状態において磁気センサ40の測定結果に基づいて求められた仮想的なピン角度Pcの演算値が、上限角度P22よりも小さいときに、固着異常が生じていると判定してもよい。言い換えれば、制御部90は、開状態において求められたピン角度Pcの演算値が保持範囲R2に対して開位置Pc3側ではないときに、固着異常が生じていると判定してもよい。
Furthermore, as can be understood from the above description, when a sticking abnormality occurs, the virtual pin angle Pc calculated in the open state is smaller than the upper limit angle P22, regardless of whether the substrate W is present or not. Therefore, the
また、固着異常は、チャックピン22が開位置Pc3で停止した状態でも生じるおそれがある。図15の第2行では、駆動磁石35が下位置に位置するにも関わらず、チャックピン22が開位置Pc3で停止し続けている。図15では、当該状態を「固着異常(開位置)」で示している。この固着異常(開位置)は、基板Wを保持する際、もしくは、チャックピン22を開位置Pc3から閉位置Pc1に回転させる際に問題となる。このとき、固着異常(保持位置)が生じていると、チャックピン22は開位置Pc3で停止し続けるからである。
A sticking abnormality may also occur when the
次に、固着異常(開位置)が生じた状態で磁気センサ40によって測定される磁界角度Pmについて説明する。ここでは、チャックピン22が開範囲R3の下限角度P31で停止し続けている場合について説明する(図16も参照)。駆動磁石35は下位置に位置するので、磁界角度PmはグラフG1に依拠する。このため、磁気センサ40によって測定された磁界角度Pmは、理想的には、下限角度P31およびグラフG1で求まる実測値Pm31となる。
Next, the magnetic field angle Pm measured by the
実測値Pm31およびグラフG1に基づいてピン角度Pcを算出すると、ピン角度Pcとして下限角度P31と同じ演算値が算出される。この演算値は、チャックピン22の実際のピン角度である。図16の例では、下限角度P31は当然に保持範囲R2の上限角度P22よりも大きい。図16から理解できるように、駆動磁石35が下位置に位置し、かつ、チャックピン22が開範囲R3内に位置している状態において測定された磁界角度Pmの実測値と、グラフG1とに基づいて求められたピン角度Pcは、必ず保持範囲R2の上限角度P22よりも大きい。逆に言えば、駆動磁石35が下位置に位置する状態において求められたピン角度Pcが保持範囲R2の上限角度P22よりも大きいときには、チャックピン22に固着異常(開位置)が生じている、と判定することができる。
When the pin angle Pc is calculated based on the actual measurement value Pm31 and the graph G1, the pin angle Pc is calculated to be the same as the lower limit angle P31. This calculated value is the actual pin angle of the
そこで、処理ユニット1は固着異常(開位置)を検出してもよい。具体的には、磁気センサ40は、駆動磁石35が下位置に位置する状態で、回転磁石33の磁界角度Pmを測定する。制御部90は磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてチャックピン22のピン角度Pcを算出し、ピン角度Pcが上限角度P22よりも大きいか否かを判定する。制御部90は、ピン角度Pcが上限角度P22よりも大きいときに、固着異常(開位置)が生じていると判定する。この判定は、例えば図12のステップS18において行われ得る。
The
ところで、第2の実施の形態では、制御部90は閉状態でのピン角度Pcの演算値が下限角度P21よりも小さいときに、チャックピン22が正常に閉位置Pc1に位置していると判定した。もしも固着異常(開位置)が生じていると、上述の説明から明らかなように、ピン角度Pcの演算値は下限角度P21よりも大きくなる。そこで、制御部90は閉状態においてピン角度Pcの演算値が下限角度P21よりも小さいときに、チャックピン22が正常に閉位置Pc1に位置していると判定し、ピン角度Pcの演算値が下限角度P21よりも大きいときに、固着異常(開位置)が生じていると判定してもよい。これによれば、制御部90はより簡易な処理で閉状態での位置状態を判定できる。言い換えれば、制御部90は、閉状態または保持状態において求められたピン角度Pcの演算値が保持範囲R2に対して開位置Pc3側にあるときに、固着異常(開位置)が生じていると判定してもよい。
In the second embodiment, the
ここで、上述の判定についてまとめておく。図17は、基板の有無および駆動磁石の位置、判定条件および判定結果を示す表である。また、図16でも、判定結果を図示している。図16および図17に示すように、制御部90は、チャックピン22の位置状態として、正常、乗り上げ異常および固着異常を判定することができる。
Here, the above-mentioned judgments are summarized. FIG. 17 is a table showing the presence or absence of a substrate, the position of the drive magnet, the judgment conditions, and the judgment results. FIG. 16 also illustrates the judgment results. As shown in FIG. 16 and FIG. 17, the
しかも、上述の例では、駆動磁石35の位置によらず、グラフG1を用いてピン角度Pcを算出している。このため、制御部90は簡易な処理でピン角度Pcを算出することができる。また、制御部90は、保持位置Pc2の保持範囲R2を規定する下限角度P21および上限角度P22を用いて、各種の異常を検出している。このため、作業員は閉位置Pc1の閉範囲R1および開位置Pc3の開範囲R3を設定する必要がない。したがって、作業員の負担を軽減することができる。
Moreover, in the above example, the pin angle Pc is calculated using graph G1 regardless of the position of the
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態にかかる処理ユニット1の構成の一例は第1から第3の実施の形態と同様である。第4の実施の形態では、処理ユニット1はチャックピン22の摩耗量を算出する。
<Fourth embodiment>
An example of the configuration of the
<チャックピン22の摩耗>
チャックピン22のピン本体221は保持位置Pc2への回転時に基板Wの周縁に衝突するので、当該衝突によってピン本体221の側面が摩耗するおそれがある。チャックピン22のピン本体221が、例えばポリエーテルエーテルケトン等の樹脂によって構成される場合、ピン本体221の側面が比較的に摩耗しやすくなる。
<Wear of the
The
図18は、ピン本体221が摩耗したときの様子の一例を示す図である。図18(a)に示されるように、ピン本体221の側面には、摩耗の結果としての凹部221aが形成され得る。この凹部221aは、ピン本体221の側面が基板Wの保持のたびに基板Wの周縁に衝突することにより、形成される。図18(a)および図18(b)では、凹部221aが形成される前のチャックピン22が二点鎖線で示されている。凹部221aの深さ(以下、摩耗量と呼ぶ)は、ピン本体221の側面と基板Wの周縁との衝突が繰り返されることにより、徐々に大きくなる。このため、ピン本体221が基板Wの周縁と当接する保持位置Pc2は、凹部221aの摩耗量が大きくなるにつれて変化する。図18(b)の例では、保持位置Pc2(角度)は徐々に小さくなる。このような摩耗による保持位置Pc2の変化は、乗り上げ異常および固着異常等の異常とは異なって、時間の経過とともに徐々に生じる。
18 is a diagram showing an example of the state when the
図19は、保持位置Pc2の経時変化の一例を模式的に示すグラフである。図19のグラフでは、いくつかの点を黒丸で示しているものの、実際にはより多くのプロット点が存在する。また、図示を容易にするために、保持位置Pc2の変化量を大きく示している。図19に示されるように、保持位置Pc2(角度)は基板Wの処理枚数の増加に対して徐々に低下する。 Figure 19 is a graph that shows a schematic example of the change over time in the holding position Pc2. In the graph in Figure 19, some points are shown as black circles, but in reality there are many more plot points. Also, to make it easier to illustrate, the amount of change in the holding position Pc2 is exaggerated. As shown in Figure 19, the holding position Pc2 (angle) gradually decreases as the number of processed substrates W increases.
ところで、本実施の形態では、回転磁石33がチャックピン22の直下においてチャックピン22と一体に自転する。このため、回転磁石33の磁界角度Pmはチャックピン22のピン角度Pcを高い精度で反映する。そして、磁気センサ40は回転磁石33の磁界角度Pmを測定し、制御部90は磁界角度Pmに基づいてチャックピン22のピン角度Pcを算出する。このため、制御部90はピン角度Pcをより細かく、より高い精度で求めることができる。したがって、制御部90は保持位置Pc2の経時的な変化を認識することができる。例えば、制御部90は保持位置Pc2の履歴データを記憶部94に記憶しておくことで、チャックピン22の摩耗量を把握することができる。
In the present embodiment, the
図20は、処理ユニット1における基板保持処理の第3例を示すフローチャートである。まず、ピン駆動部30が全てのチャックピン22をそれぞれの開位置Pc3に回転させる(ステップS31)。次に、第2搬送部122は基板Wを処理ユニット1に搬入する(ステップS32)。次に、ピン駆動部30が全てのチャックピン22をそれぞれの保持位置Pc2に回転させる(ステップS33)。次に、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS34)。次に、制御部90は、チャックピン22ごとに、磁気センサ40によって測定された磁界角度PmとグラフG1とに基づいてピン角度Pcを求める(ステップS35)。次に、制御部90は、チャックピン22が保持位置Pc2に正常に位置しているか否かをチャックピン22ごとに判定する(ステップS36)。具体的には、制御部90の位置状態判定部90dはピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内にあるか否かを、チャックピン22ごとに判定する。制御部90は、少なくとも一つのチャックピン22について、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2外であるときに、チャックピン22に位置異常が生じていると判定する(ステップS37)。
Figure 20 is a flowchart showing a third example of the substrate holding process in the
一方、全てのチャックピン22について、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内にあるときに、制御部90は、保持位置Pc2の時間変化を示す履歴データをチャックピン22ごとに更新する(ステップS38)。具体的には、制御部90はピン角度Pcの演算値を保持位置Pc2として履歴データに追加し、更新後の履歴データを記憶部94に記憶させる。
On the other hand, when the calculated value of the pin angle Pc for all chuck pins 22 is within the holding range R2, the
次に、制御部90はチャックピン22ごとに、履歴データに基づいて摩耗量を算出する(ステップS39)。例えば、制御部90は、履歴データに含まれた保持位置Pc2の初期位置Pc2[0]と、ステップS35において算出されたピン角度Pcの演算値との差を、摩耗量として算出してもよい。あるいは、制御部90は、履歴データにおいて所定の初期期間内の保持位置Pc2の平均値を初期位置とし、現在を含む所定の期間内の保持位置Pc2の平均値を測定値とし、初期位置と測定値との差を摩耗量として算出してもよい。
Next, the
次に、制御部90は、摩耗量が基準値以上であるか否かを、チャックピン22ごとに判定する(ステップS40)。基準値は、例えば、チャックピン22の交換時期を示すための値であり、予め設定されている。摩耗量が基準値未満であるときには、チャックピン22が正常であるとして、基板保持装置2による基板Wの保持を完了する。
Next, the
一方で、摩耗量が基準値以上であるときに、制御部90は、チャックピン22の交換をユーザに要求してもよい(ステップS41)。例えば、制御部90は、不図示のディスプレイおよびスピーカ等の報知部に対して、ユーザにチャックピン22の交換を報知させる。これにより、ユーザはより適切にチャックピン22の交換時期を認識することができる。
On the other hand, when the amount of wear is equal to or greater than the reference value, the
なお、制御部90は、摩耗量に応じて、保持範囲R2の下限角度P21および上限角度Pc22を更新してもよい。具体的には、制御部90は、算出した摩耗量が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は基準値よりも小さく設定される。摩耗量が所定値以上であるときに、制御部90は、下限角度P21から更新量(例えば所定値)を減算して下限角度P21を更新し、上限角度P22から更新量を減算して上限角度P22を更新してもよい。これにより、制御部90は摩耗量に応じた適切な保持範囲R2を再設定することができる。
The
<第5の実施の形態>
第5の実施の形態にかかる処理ユニット1の構成の一例は第1から第4の実施の形態と同様である。上述の例では、制御部90は駆動磁石35の位置によらず、グラフG1を用いてピン角度Pcを算出した。このため、駆動磁石35が上位置に位置する開状態では、制御部90は実際のピン角度Pcではなく、仮想的なピン角度Pcを算出していた。第5の実施の形態では、制御部90は開状態におけるチャックピン22の実際のピン角度Pcを、磁界角度PmおよびグラフG2に基づいて算出する。
Fifth embodiment
An example of the configuration of the
ここでは、グラフG2を規定するためのデータD2が事前に記憶部94に記憶される。図21は、この事前登録処理の第2例を示すフローチャートである。ステップS51からステップS58はそれぞれステップS1からステップS8と同一である。
Here, data D2 for defining graph G2 is stored in advance in
次に、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS59)。これにより、制御部90は、開位置Pc3に対応した磁界角度Pmの実測値Pm3(図8参照)をチャックピン22ごとに得ることができる。
Next, all the
次に、不図示の所定器具により、チャックピン22を開位置Pc3以外の所定位置Pc4(図8参照)に停止させる(ステップS60)。駆動磁石35は上位置に位置したままであってもよい。所定器具は、例えば、回転軸線Q1を中心としたリング部材であり、当該リング部材の内面が、所定位置Pc4で停止した複数のチャックピン22のピン本体221の側面と当接するように、所定器具を配置する。つまり、ピン本体221は所定器具に当接した状態で所定位置Pc4に位置する。具体的な動作の一例として、ピン駆動部30がチャックピン22を閉位置Pc1に回転させた状態で当該所定器具を配置し、その後、ピン駆動部30がチャックピン22に開駆動力を印加させる。これにより、チャックピン22が当該器具の内周面に当接する所定位置Pc4に回転する。
Next, the
次に、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS59)。これにより、制御部90は、所定位置Pc4に対応する磁界角度Pmの実測値Pm4をチャックピン22ごとに得ることができる。
Next, all the
次に、制御部90は、データD1のみならず、次に説明するデータD2を記憶部94に記憶させる(ステップS62)。データD2は、例えば、開位置Pc3に対応した磁界角度Pmの実測値Pm3と、所定位置Pc4に対応した磁界角度の実測値Pm4を示すデータである。開位置Pc3および実測値Pm3を含む座標点P3と、所定位置Pc4および実測値Pm4を含む座標点P4は、グラフG2上に位置する。このため、座標点P3および座標点P4を含むデータD2は、グラフG2を規定するためのデータであるといえる。
Next, the
<制御部90の機能>
図22は、制御部90の内部構成の第2例を示す機能ブロック図である。補正部90cは駆動磁石35が下位置に位置するときにはデータD1を読み出し、駆動磁石35が上位置に位置するときにはデータD2を読み出す。図22の例では、補正部90cには、駆動センサ363の測定結果が入力されている。補正部90cは駆動センサ363の測定結果に基づいて記憶部94からデータD1またはデータD2を読み出してもよい。補正部90cは、データD1を読み出したときには、データD1に基づいてグラフG1の関数式をチャックピン22ごとに求め、データD2を読み出したときには、データD2に基づいてグラフG2の関数式をチャックピン22ごとに求める。
<Functions of the
22 is a functional block diagram showing a second example of the internal configuration of the
ピン角度演算部90bには、磁気角度演算部90aからのチャックピン22ごとの磁界角度Pmと、駆動センサ363からの測定結果と、補正部90cからのチャックピン22ごとのグラフG1またはグラフG2とが入力される。ピン角度演算部90bは、駆動磁石35が下位置に位置するときに、チャックピン22ごとに、磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてピン角度Pcを求める。なお、ピン角度演算部90bには、基板Wが搬入されたか否かの情報も入力され得る。当該情報は、例えば制御部90による第2搬送部122への制御信号によって規定される。ピン角度演算部90bは、当該情報と駆動センサ363からの測定結果に基づいて、閉状態および保持状態を判別できる。これにより、制御部90は閉状態におけるピン角度Pcおよび保持状態におけるピン角度Pcを求めることができる。
The pin
また、ピン角度演算部90bは、駆動磁石35が上位置に位置するときに、チャックピン22ごとに、磁界角度PmおよびグラフG2に基づいてピン角度Pcを求める。これにより、開状態におけるピン角度Pcを算出することができる。このピン角度Pcは、チャックピン22の実際のピン角度を示す。
The pin
以上のように、ピン角度演算部90bは、駆動磁石35の位置によらず、チャックピン22の実際のピン角度Pcを求めることができる。
As described above, the pin
位置状態判定部90dは、ピン角度演算部90bによって算出されたピン角度Pcに基づいて、チャックピン22の位置状態を判定する。例えば記憶部94には、閉範囲R1、保持範囲R2および開範囲R3を示す範囲データが記憶される。位置状態判定部90dは、閉状態において、ピン角度Pcの演算値が閉範囲R1内にあるか否かを判定する。位置状態判定部90dは、ピン角度Pcの演算値が閉範囲R1内にあるときに正常と判定し、ピン角度Pcの演算値が閉範囲R1外にあるときに位置異常が生じていると判定してもよい。同様に、位置状態判定部90dは、保持状態において、ピン角度Pcの演算値が保持範囲R2内にあるか否かを判定し、開状態において、ピン角度Pcの演算値が開範囲R3内にあるか否かを判定する。
The position
図23は、処理ユニット1における基板保持処理の第4例を示すフローチャートである。まず、ピン駆動部30が全てのチャックピン22をそれぞれの開位置Pc3に回転させる(ステップS71)。具体的には、磁石駆動部36は駆動磁石35を上位置に上昇させる。次に、全ての磁気センサ40がそれぞれ対応する回転磁石33の磁界角度Pmを測定する(ステップS72)。次に、制御部90は、チャックピン22ごとに、磁気センサ40によって測定された磁界角度PmとグラフG2とに基づいてピン角度Pcを求める(ステップS73)。このように、駆動磁石35が上位置に位置するときには、ピン角度Pcの算出にグラフG2が用いられる。このため、制御部90は開状態において仮想的なピン角度Pcではなく、実際のピン角度Pcを求めることができる。次に、制御部90は、チャックピン22が開位置Pc3に位置しているか否かをチャックピン22ごとに判定する(ステップS74)。具体的には、制御部90の位置状態判定部90dは、ピン角度Pcの演算値が開範囲R3内にあるか否かを、チャックピン22ごとに判定する。
Figure 23 is a flowchart showing a fourth example of the substrate holding process in the
位置状態判定部90dは、少なくとも一つのチャックピン22について、ピン角度Pcの演算値が開範囲R3外であるときに、ピン異常が生じていると判定する(ステップS81)。
The position
一方、位置状態判定部90dは、全てのチャックピン22について、ピン角度Pcの演算値が開範囲R3内にあるときに、全てのチャックピン22が正常に開位置Pc3に位置している判定する。そして、第2搬送部122は基板Wを処理ユニット1に搬入する(ステップS75)。
On the other hand, when the calculated value of the pin angle Pc for all the chuck pins 22 is within the open range R3, the position
次に、制御部90はステップS75からステップS81を実行する。ステップS75からステップS81は、それぞれ、ステップS25からステップS31と同様である。
Next, the
以上のように、制御部90は開状態におけるピン角度Pcを、磁界角度PmおよびグラフG2に基づいて算出し、そのピン角度Pcに基づいて位置状態を判定する。このため、制御部90は、開状態においてチャックピン22が開位置Pc3に位置しているか否かをより高い精度で判定することができる。
As described above, the
なお、上述の具体的なフローでは、制御部90は開状態および保持状態におけるチャックピン22の位置状態を判定しているものの、閉状態におけるチャックピン22の位置状態を判定してもよい。例えば、処理済みの基板Wを搬出した後に、磁石駆動部36がチャックピン22を閉位置Pc1に回転させる。この閉状態において、磁気センサ40が磁界角度Pmを測定し、制御部90が磁界角度PmおよびグラフG1に基づいてピン角度Pcを求め、そのピン角度Pcの演算値と閉範囲R1との比較に基づいて、チャックピン22の位置状態を判定してもよい。
In the above specific flow, the
<第6の実施の形態>
第6の実施の形態にかかる処理ユニット1の構成の一例は第1から第5の実施の形態と同様である。ただし、磁気センサ40の具体的な構成が第1から第5の実施の形態にかかる磁気センサ40と相違する。
Sixth embodiment
An example of the configuration of the
第6の実施の形態では、磁気センサ40はホールセンサである。図24は、第6の実施の形態にかかる磁気センサ40の構成の一例を概略的に示す図である。図24では、磁気センサ40および回転磁石33が示されている。図24の例でも、磁気センサ40は、回転磁石33による磁束が水平方向に近い方向で通過する領域内に設けられている。具体的には、磁気センサ40は駆動軸線Q2において回転磁石33と並んでおり、回転磁石33の直下に設けられている。
In the sixth embodiment, the
図24の例では、磁気センサ40は、第1センサ素子43と、第2センサ素子44とを含んでいる。第1センサ素子43および第2センサ素子44は、例えば半導体によって形成されるホール素子である。第1センサ素子43および第2センサ素子44の各々は板状形状を有しており、その厚み方向が水平方向に沿う姿勢で設けられる。第1センサ素子43および第2センサ素子44は水平方向において互いに隣り合っている。図24の例では、第1センサ素子43および第2センサ素子44は駆動軸線Q2に対して互いに反対側に設けられている。第1センサ素子43および第2センサ素子44は、平面視において、その厚み方向が互いに交差する姿勢で設けられる。具体的な一例として、第1センサ素子43および第2センサ素子44は、厚み方向が互いに直交する姿勢で設けられる。
24, the
第1センサ素子43および第2センサ素子44の各々は、自身を通過する磁束の方向(つまり、磁界方向)に応じた電圧を出力する。具体的には、第1センサ素子43および第2センサ素子44は、磁界角度Pmを変数とした正弦波状の電圧を出力する。ただし、第1センサ素子43および第2センサ素子44の厚み方向が互いに交差するので、第1センサ素子43の出力電圧と第2センサ素子44の出力電圧との間には位相差が生じる。第1センサ素子43の厚み方向および第2センサ素子44の厚み方向が互いに直交する場合には、位相差は90度である。
Each of the
磁気センサ40は、第1センサ素子43の出力電圧と第2センサ素子44の出力電圧とに基づいて、磁界角度Pmを算出する。具体的な一例として、磁気センサ40は第1センサ素子43の出力電圧と第2センサ素子44の出力電圧との比の逆正接値を磁界角度Pmとして算出する。磁気センサ40は、測定した磁界角度Pmを示す電気信号を制御部90に出力する。なお、磁気センサ40は第1センサ素子43の出力電圧および第2センサ素子44の出力電圧を制御部90に出力してもよい。制御部90は両出力電圧に基づいて磁界角度Pmを算出する。この場合、制御部90の磁界角度算出機能は、磁気センサ40に属している、ともいえる。
The
以上のように、基板保持装置2、基板処理装置100およびチャックピン22の位置判定方法は詳細に説明されたが、上記の説明は、全ての局面において例示であって、基板保持装置2、基板処理装置100およびチャックピン22の位置判定方法がこれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記の各実施形態、および、上記の各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
As described above, the
例えば、上述の例では、回転磁石33はピン駆動部30に属しているものの、必ずしもこれに限らない。例えば回転磁石33は位置測定のための専用磁石であってもよい。この場合、ピン駆動部30は、例えば、駆動源と、駆動源による駆動力をチャックピン22に伝達するリンク機構とを含む。駆動源は例えばエアシリンダを含む。このようなピン駆動部30には、例えば、特開2008-34553号公報が適用され得る。
For example, in the above example, the
また、上述の例では、駆動磁石35が下位置に位置するときに、ピン駆動部30が保持駆動力をチャックピン22に印加し、駆動磁石35が上位置に位置するときに、ピン駆動部30が開駆動力をチャックピン22に印加している。しかしながら、これらが逆であってもよい。つまり、駆動磁石35が上位置に位置するときに、ピン駆動部30が保持駆動力をチャックピン22に印加し、駆動磁石35が下位置に位置するときに、ピン駆動部30が開駆動力をチャックピン22に印加してよい。このピン駆動部30は、例えば、駆動磁石35の形状を、回転軸線Q1を中心としたリング形状とし、駆動磁石35の磁極面35Sおよび磁極面35Nを互いに逆にし、固定磁石34の磁極面34Sおよび磁極面34Bを互いに逆にすることで、実現され得る。
In the above example, when the driving
また、上述の例では、回転可能に設けられた複数(4つ)のチャックピン22は、基板Wの周縁に沿って互いに間隔を空けた状態で配列されている。複数のチャックピン22は、4つの回転可能なものに限られず、回転可能に設けられたチャックピン22と、回転不可能に設けられたチャックピンの組み合わせであってよい。例えば、回転可能に設けられた2つのチャックピンと回転不可能に設けられた2つのチャックピンとが基板Wの周縁に沿って互いに間隔を空けた状態で交互に配列されていてよい。磁気センサ40は回転可能に設けられたチャックピンに対応して設けられていてよい。
In the above example, the multiple (four) rotatably mounted chuck pins 22 are arranged at intervals along the periphery of the substrate W. The multiple chuck pins 22 are not limited to four rotatable ones, and may be a combination of rotatably mounted chuck pins 22 and non-rotatably mounted chuck pins. For example, two rotatably mounted chuck pins and two non-rotatably mounted chuck pins may be alternately arranged at intervals along the periphery of the substrate W. The
100 基板処理装置
2 基板保持装置
22 チャックピン
22a 第1チャックピン
22b 第2チャックピン
33a 第1回転磁石
33b 第2回転磁石
33N,33S 磁極面
40a 第1磁気センサ
40b 第2磁気センサ
6 ノズル
90 制御部
94 記憶部
G1 第1A対応関係
G1a 第1対応関係、第1A対応関係(グラフ)
G1b 第2対応関係、第1A対応関係(グラフ)
G2 第1B対応関係(グラフ)
Pc1 閉位置
Pc2 保持位置
Pc3 開位置
Q2 駆動軸線
Q2a 第1駆動軸線
Q2b 第2駆動軸線
W 基板
100
G1b Second Correspondence, First A Correspondence (Graph)
G2 1B Correspondence (graph)
Pc1: Closed position Pc2: Holding position Pc3: Open position Q2: Drive axis Q2a: First drive axis Q2b: Second drive axis W: Base plate
Claims (20)
前記複数のチャックピンのうちの第1チャックピンが回転する第1駆動軸線の径方向に交差する一対の磁極面を有し、前記第1チャックピンに固定されて前記第1チャックピンと一体に自転する第1回転磁石と、
前記第1駆動軸線に沿う方向において前記第1回転磁石と並ぶ位置で、前記第1回転磁石による磁界の方向を示す磁界角度を測定する第1磁気センサと、
前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度に基づいて、前記第1チャックピンの位置状態を判定する制御部と
を備える、基板保持装置。 a plurality of chuck pins spaced apart from one another along a peripheral edge of the substrate, each of the chuck pins being rotatable between a holding position in contact with the peripheral edge of the substrate and an open position spaced apart from the peripheral edge of the substrate;
a first rotary magnet having a pair of magnetic pole faces that intersect in a radial direction of a first drive axis about which a first chuck pin of the plurality of chuck pins rotates, the first rotary magnet being fixed to the first chuck pin and rotating integrally with the first chuck pin;
a first magnetic sensor arranged to be aligned with the first rotary magnet in a direction along the first drive axis and configured to measure a magnetic field angle indicating a direction of a magnetic field generated by the first rotary magnet;
a control unit that determines a position state of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor.
前記第1チャックピン、前記第1回転磁石および前記第1磁気センサは、前記第1駆動軸線上でこの順で並んでいる、基板保持装置。 2. The substrate holding device according to claim 1,
A substrate holding device, wherein the first chuck pin, the first rotary magnet, and the first magnetic sensor are aligned in this order on the first drive axis.
前記第1磁気センサは、磁気抵抗効果センサを含む、基板保持装置。 3. The substrate holding device according to claim 2,
The substrate holding device, wherein the first magnetic sensor includes a magnetoresistive effect sensor.
前記第1磁気センサは、ホールセンサを含む、基板保持装置。 3. The substrate holding device according to claim 2,
The substrate holding device, wherein the first magnetic sensor includes a Hall sensor.
前記第1チャックピンの回転位置と、前記第1回転磁石の前記磁界角度との第1対応関係を規定するデータを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と前記第1対応関係とに基づいて前記第1チャックピンの前記回転位置を求める、基板保持装置。 A substrate holding device according to any one of claims 1 to 4,
a storage unit configured to store data defining a first correspondence relationship between a rotational position of the first chuck pin and the magnetic field angle of the first rotary magnet;
The control unit determines the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor and the first correspondence relationship.
前記複数のチャックピンのうちの第2チャックピンが回転する第2駆動軸線の径方向に交差する一対の磁極面を有し、前記第2チャックピンに固定されて前記第2駆動軸線のまわりで前記第2チャックピンと一体に自転する第2回転磁石と、
前記第2駆動軸線において前記第2回転磁石と並んで設けられ、前記第2回転磁石による磁界の方向を示す磁界角度を測定する第2磁気センサと、
を備え、
前記記憶部は、前記第2チャックピンの回転位置と前記第2回転磁石の前記磁界角度との第2対応関係を規定するデータを記憶し、
前記制御部は、前記第2磁気センサによって測定された前記磁界角度と前記第2対応関係とに基づいて前記第2チャックピンの前記回転位置を求める、基板保持装置。 6. The substrate holding device according to claim 5,
a second rotary magnet having a pair of magnetic pole faces that intersect in a radial direction of a second drive axis about which a second chuck pin of the plurality of chuck pins rotates, the second rotary magnet being fixed to the second chuck pin and rotating integrally with the second chuck pin about the second drive axis;
a second magnetic sensor provided alongside the second rotary magnet on the second drive axis and configured to measure a magnetic field angle indicating a direction of a magnetic field generated by the second rotary magnet;
Equipped with
the storage unit stores data defining a second correspondence relationship between a rotational position of the second chuck pin and the magnetic field angle of the second rotary magnet;
The control unit determines the rotational position of the second chuck pin based on the magnetic field angle measured by the second magnetic sensor and the second correspondence relationship.
前記制御部は、前記第1チャックピンの回転位置と所定範囲との比較に基づいて前記第1チャックピンの位置状態を判定し、前記第2チャックピンの回転位置と前記所定範囲との比較に基づいて前記第2チャックピンの位置状態を判定し、前記第1チャックピンおよび前記第2チャックピンに対する前記所定範囲として同じ角度範囲を用いる、基板保持装置。 7. The substrate holding device according to claim 6,
The control unit determines the position state of the first chuck pin based on a comparison between the rotational position of the first chuck pin and a predetermined range, determines the position state of the second chuck pin based on a comparison between the rotational position of the second chuck pin and the predetermined range, and uses the same angular range as the predetermined range for the first chuck pin and the second chuck pin.
移動可能に設けられた駆動磁石と、
前記制御部によって制御され、前記駆動磁石と前記第1回転磁石との距離が変化するように前記駆動磁石を移動させて、前記駆動磁石と前記第1回転磁石との間の磁力により、前記第1チャックピンを回転させる磁石駆動部と
をさらに備え、
前記基板が搬入され、かつ、前記駆動磁石が第1位置に位置する保持状態において、前記第1チャックピンが前記保持位置に位置し、
前記駆動磁石が第2位置に位置する開状態において、前記第1チャックピンが前記開位置に位置する、基板保持装置。 A substrate holding device according to any one of claims 1 to 4,
A movably provided drive magnet;
a magnet driving unit that is controlled by the control unit and moves the driving magnet so that a distance between the driving magnet and the first rotary magnet changes, thereby rotating the first chuck pin by a magnetic force between the driving magnet and the first rotary magnet,
in a holding state in which the substrate is carried in and the driving magnet is located at a first position, the first chuck pin is located at the holding position;
The substrate holding device, in an open state in which the drive magnet is located at a second position, the first chuck pin is located at the open position.
前記駆動磁石が第1位置に位置する状態での前記第1チャックピンの回転位置と前記第1回転磁石の磁界角度との第1A対応関係を規定するデータを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と、前記第1A対応関係とに基づいて、前記第1チャックピンの前記回転位置の演算値を算出する、基板保持装置。 9. The substrate holding device according to claim 8,
a storage unit configured to store data defining a first A correspondence relationship between a rotational position of the first chuck pin and a magnetic field angle of the first rotary magnet when the drive magnet is located at a first position,
The control unit calculates a calculation value of the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor and the first A correspondence relationship.
前記制御部は、前記第1チャックピンの前記演算値が、予め設定された前記保持位置についての保持範囲内にあるときに、前記第1チャックピンが前記保持位置に位置していると判定する、基板保持装置。 10. The substrate holding device according to claim 9,
A substrate holding device, wherein the control unit determines that the first chuck pin is located at the holding position when the calculated value of the first chuck pin is within a holding range for the predetermined holding position.
前記基板が搬入されておらず、かつ、前記駆動磁石が前記第1位置に位置する閉状態において、前記第1チャックピンは前記保持位置に対して前記開位置とは逆側の閉位置に位置し、
前記制御部は、前記閉状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記閉位置側にあるときに、前記第1チャックピンが前記閉位置に位置していると判定する、基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 10,
in a closed state in which the substrate is not loaded and the drive magnet is located at the first position, the first chuck pin is located at a closed position opposite to the open position with respect to the holding position,
The control unit determines that the first chuck pin is located at the closed position when the calculated value of the first chuck pin obtained in the closed state is on the closed position side of the holding range.
前記制御部は、前記開状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置側にあるときに、前記第1チャックピンが前記開位置に位置していると判定する、基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 10,
The control unit determines that the first chuck pin is located in the open position when the calculated value of the first chuck pin obtained in the open state is on the open position side of the holding range.
前記制御部は、前記保持状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置とは逆側にあるときに、乗り上げ異常が生じていると判定する、基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 10,
The control unit determines that a climbing abnormality has occurred when the calculated value of the first chuck pin obtained in the holding state is on the opposite side of the holding range from the open position.
前記制御部は、前記保持状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置側にあるときに、固着異常が生じていると判定する、基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 10,
The control unit determines that a sticking abnormality has occurred when the calculated value of the first chuck pin obtained in the holding state is on the open position side of the holding range.
前記制御部は、前記開状態において求められた前記第1チャックピンの前記演算値が、前記保持範囲に対して前記開位置側にないときに、固着異常が生じていると判定する、基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 10,
The control unit determines that a sticking abnormality has occurred when the calculated value of the first chuck pin obtained in the open state is not on the open position side of the holding range.
前記記憶部は、前記開状態での前記第1チャックピンの前記回転位置と前記第1回転磁石の前記磁界角度との第1B対応関係を規定するデータも記憶し、
前記制御部は、
前記保持状態において前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と、前記第1A対応関係に基づいて、前記第1チャックピンの前記回転位置の前記演算値を求め、前記第1チャックピンの前記演算値が、予め設定された前記保持位置についての保持範囲内にあるか否かを判定し、
前記開状態において前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度と、前記第1B対応関係に基づいて、前記第1チャックピンの前記回転位置の前記演算値を求め、前記第1チャックピンの前記演算値が、予め設定された前記開状態についての開範囲内にあるか否かを判定する、基板保持装置。 10. The substrate holding device according to claim 9,
the storage unit also stores data defining a first B correspondence relationship between the rotational position of the first chuck pin and the magnetic field angle of the first rotary magnet in the open state;
The control unit is
determining the calculated value of the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor in the holding state and the first A correspondence relationship, and determining whether or not the calculated value of the first chuck pin is within a holding range for the holding position that is set in advance;
A substrate holding device that calculates the calculated value of the rotational position of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor in the open state and the first B correspondence relationship, and determines whether the calculated value of the first chuck pin is within a predetermined open range for the open state.
記憶部を備え、
前記制御部は、
前記複数のチャックピンが前記基板の前記周縁に当接した保持状態で前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度に基づいて求められた前記第1チャックピンの回転位置を前記保持位置として記憶して、前記保持位置の経時変化を示す履歴データを前記記憶部に記憶させる、基板保持装置。 A substrate holding device according to any one of claims 1 to 4,
A memory unit is provided,
The control unit is
a rotational position of the first chuck pin determined based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor in a holding state in which the multiple chuck pins are in contact with the peripheral edge of the substrate, the rotational position of the first chuck pin being stored as the holding position, and history data indicating changes in the holding position over time being stored in the memory unit.
前記基板保持装置によって保持された前記基板の主面に向かって処理液を吐出するノズルと
を備える、基板処理装置。 A substrate holding device according to any one of claims 1 to 4,
a nozzle configured to eject a processing liquid toward a main surface of the substrate held by the substrate holding device.
前記第1磁気センサによって測定された前記磁界角度に基づいて、前記第1チャックピンの位置状態を判定する判定工程と
を備える、チャックピンの位置判定方法。 a measuring step in which a first magnetic sensor measures a magnetic field angle indicating a direction of a magnetic field of a first rotating magnet rotating integrally with a first chuck pin among a plurality of chuck pins, each of which rotates about a drive axis between a holding position in contact with a peripheral edge of the substrate and an open position spaced apart from the peripheral edge of the substrate, at a position aligned with the first chuck pin on the drive axis;
and determining a position state of the first chuck pin based on the magnetic field angle measured by the first magnetic sensor.
前記測定工程よりも前に実行され、前記基板が搬入されておらず、かつ、前記複数のチャックピンの各々が、前記駆動軸線についての周方向において、前記保持位置よりも内側の閉位置に位置する閉状態で、前記第1磁気センサが、前記第1回転磁石の前記磁界角度を測定する第1事前測定工程と、
前記測定工程よりも前に実行され、前記複数のチャックピンの各々が前記保持位置に位置する保持状態で、前記第1磁気センサが前記第1回転磁石の前記磁界角度を測定する第2事前測定工程と
を備え、
前記判定工程において、
前記第1事前測定工程において測定された前記閉位置に対応した前記磁界角度、および、前記第2事前測定工程において測定された前記保持位置に対応した前記磁界角度によって規定される対応関係と、前記測定工程において測定された前記磁界角度とに基づいて、前記第1チャックピンの回転位置を求め、前記回転位置に基づいて、前記第1チャックピンの位置状態を判定する、チャックピンの位置判定方法。 20. A method for determining a position of a chuck pin according to claim 19, comprising the steps of:
a first pre-measurement step that is executed before the measurement step, in which the first magnetic sensor measures the magnetic field angle of the first rotary magnet in a closed state in which the substrate has not been loaded and each of the plurality of chuck pins is located at a closed position that is located inside the holding position in a circumferential direction about the drive axis;
a second pre-measurement step that is executed before the measurement step, and in which the first magnetic sensor measures the magnetic field angle of the first rotary magnet in a holding state in which each of the plurality of chuck pins is located at the holding position,
In the determination step,
A chuck pin position determination method, comprising: determining a rotational position of the first chuck pin based on a correspondence relationship defined by the magnetic field angle corresponding to the closed position measured in the first pre-measurement process and the magnetic field angle corresponding to the holding position measured in the second pre-measurement process, and the magnetic field angle measured in the measurement process; and determining a position state of the first chuck pin based on the rotational position.
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